Fe Cu Ni Zn Pв Sn Au Ag Pt Al Mg Ti W Мо 2 страница

2.Еңбек өнімділігі арттырылады және өңдеу жүйесі жеңілдетіледі (механизация, автоматизация).

3.Металлургияда еңбек өнімділігі арттырылады, отын, флюс, химиялық реактивтердің шығыны азайады.

4.Пайдалы қазбалардың пайдаланылуы комплексті жүргізіледі.

5.Тасымалдау шығындары азайады, өйткені тек қана концентраттарды тасымалдайды.

Байытуды минералдарды бөлу арқылы жүргізеді, немесе концентраттармен бос жынысты алу үшін.

Байыту әдістері байыту үрдістерге бөлінеді. Байыту үрдісі дегеніміз – бір минералдарды басқа минералдардан қасиеттерінің айырмашылығына негізделген бөлу (айыру) үрдісі.

Минералдар қасиеттері және байыту әдістері

Қасиеттері	Байыту әдістері
1.Меншікті салмағы, тығыздық 2.Түйіршіктер беттерінің физикалық-химиялық қасиеттері 3.Магниттік қасиеті 4.Электр қасиеттері 5.Түстері, шағылысу, қалыптары 6.Үйкеліс коэффициенті 7.Қаттылық, беріктік	Гравитациялық Флотациялық Магнитты Электр әдістері Қол өңдеу Үйкеліс бойынша Таңдамалы ұсақтау

Байыту процестерін дайындау, байыту және қосалқды деп айырады.

Дайындау - ұсақтау, ұнтақтау, екшеу және классификация (сұрыптау). Мұнда минералды ірілігі бойынша айырады.

Байыту -концентраттармен бос жынысты айыру.

Қосалқы -концентраттарды жуу, келтіру және бос жыныстарды жинау.

Байытудың технологиялық көрсеткіштері

Компоненттің мөлшері - компонент салмағының кеннің не концентраттың салмағына қатынасы, %, үлесі, гр/т.

Концентрация дәрежесі - концентраттағы пайдалы компонент мөлшерінің бастапқы шикізаттағы мөлшеріне қатынасы.

Байыту өнімінің шығуы - өнім салмағының бастапқы шикізатының салмағына қатынасы. Кері өлшемі 1 тонна өнім алу үшін кеннің керекті салмағы (тонна).

Пайдалы компоненттің алу дәрежесі -өнімді компонент салмағының сол компонентінің бастапқы кендегі салмағына қатынасы.

Байыту нәтижелігі (эффективность) құнды компоненттің концентраттағы салмағының идеалды жағдайдағы компоненттің салмағына қатынасы.

Сурет 1 – Байытудың технологиялық нобайы

1 - өзіндікаудармалы вагон; 2 – қабылдау шанағы; 3 - пластинкалы нәрлендіргіш; 4 – колосникты елек (екшеуіш); 5 – ірі ұсақтаудың конусты ұсақтағышы; 6 және 9 - вибрациалық електер (екшеуіштер); 7 – орташа ұсақтаудың конусты ұсақтағышы; 8 және 11 – таспалы конвейерлер; 10 – майда ұсақтаудың конусты ұсақтағышы; 12 – тиеу арабаша мен таспалы конвейер с разгрузочной тележной; 13 – үсақталған кен шанақтары; 14 – ұсақталған кеннің нәрлендіргіштері; 15 и 16 - жинақты таспалы конвейерлер; 17 – көлбеу таспалы конвейер; 18 - конвейерлі таразылар; 19 - шарлы диірмен; 20 - спиральды классификатор; 21, 25, 34, 35 - құмды сорғыштар; 22 и 26 – пульпа бөлгіштер; 23 и 24 - флотациялық машиналар; 27 - данғаралы вакуум-фильтр; 28 – даңғаралы кептіргіш; 29 - батареялық циклондар; 30 - электрофильтр; 31 – көбікті шанұстағыш; 32 - түтінсорғыш; 33 - қойылдырғыш.

Сурет 2- Флотациялық байыту фабрикасының аппатараттар тізбегінің нобайы

Ұсақтау мен ұнтақтау

Байыту фабрикаларына түсетін кеннің ең ірі кесектерінің диаметрі 1700 мм-ге жетеді.

Ұсақтау және ұнтақтау дегеніміз шартты ұзымдар, себебі олар бір негізді процесстер. Егер ірі кесектердің диаметрі 5 мм-ге дейін жеткізілсе процесс ұсақтау деп аталынады, ал одан ары әрекеті ұнтақтау деп аталынады. Бұл процесстер кенді байытуға дайындау үшін жүргізіледі. Әдетте тиімді ұсақтау-ұнтақтау дәрежесі тек тәжірибе жүргізу арқылы ғана анықталады.

Ұзақтау-ұнтақтау үрдістерінде көп энергия шығындалады. Мысалы, кен байыту фабрикасында шығындалатын барлық энергияның 60-75 % процент ұсақтау-ұнтақтау үрдістеріне жұмсалады.

Ұсақтау үрдістері

Кен кесектерін ұсақтауда шығындалатын энергия заттың құрамына кіретін бөлшектердің өз ара байланыс күшін бұзуға жұмсалады.

Ұсақтау процесінде сыртқы энергия, біріншіден, заттың кристалдық структурасын деформациялауға (біразы жылуға айналады), екіншіден жаңа сыртқы бет жасауға жұмсалады, энергияның атқаратын жұмысы Ребиндер теңдеулерімен сипатталады.

мұнда А-ұсақтау жұмысы;

деформацияға шығындалған жұмыс.

жаңа сырт бет жасауға шығындалған жұмыс.

деформацияланған көлемі; жаңа пайда болған бет ауданы; пропорционалдың коэффициенттер.

Егер кен кешендерінің диаметрі ұсақтау процесінде аз ғана кішірейтілсе жұмыстың негізгі деформациялауға жұмсалады. Демек, сыртқы бет жасау жұмыс үлесі аз болады да, оны есептемеуге болады. Онда жоғарыда келтірілген теңдеу Кик-Кирпичевтың ұсақтау заңымен сипатталады.

Ұсақтау процесінде кен кесектерінің диаметрі көп кішірейтілсе шығындалатын энергия негізінен жаңа жасау жұмысын жұмсалады:

(Риттингердің ұсақтау заңы).

Бонды гипотезасы бойынша толық ұсақтау жұмысы кесектің көлемі және бет ауданы аралығының геометриялық ортасына сәйкес өзгереді:

Ұсақтау процесінде кен кесегінің бастапқы диаметірінің неше есе кішірейтінің көрсететін сонды ұсақтау дәрежесі деп атайды. Ол ұсақтау алдындағы ең ірі кен кесегінің не кесектерінің орта диаметрін ұсақтау алынған кеннің ең ірі кесегінің не кесектердің орта диаметріне бөлгендегі бөліндісіне тең

не болмаса і-ұсақтау дәрежесі.

және ұсақтау алдындағы кесектердің ең ірі немесе орта диаметрі.

және ұсақтау дем кеиінгі кесектердің ең ірі не орта диаметрі.

Ұсақтауға қолданылатын қондырғыларда ұсақтау дәрежесі 3 тен 8-ге дейін өзгереді. Ірі ұсақтау сатысында кесек диаметрі 1200-500 350-150 мм орташа ұсақтау 300-150 50-100 мм, ұсақ ұсақтау 100-50 20-10 мм.

Сонда жалпы ұсақтау дәрежесі

Ұсақтау процестерінде қолданылатын аппараттарда кен кесектері төрт түрлі әрекеттің-жанну (1), соғу (3) сындыру, үгілу әсерлермен ұсақталады.

Олардың негізгілері жану және соғу. Ұсақтау процесстері негізінде құрғақ түрінде жүргізіледі.

Кен ұсақтау үшін қолданылатын машиналарды ұсақтағыштар деп атайды. Жақты (жаппалы), конусты; білікті, балғылы, роторлы.

Сурет 3 – Қарапайым қозғалысты жақты ұсақтағыш

Жақты ұсақтағыштарда кен кесектері қозғалмайтын және қозғалмалы екі жақтың арасында жаншу, жару әрекеті әсерлері мен ұсақталады. Олар негізінде ірі және орта ұсақтау сатысында қолданылады. Жақты ұсақтағыштарды олардың кинематикалық ерекшеліктеріне байланысты екі топқа бөлінеді. Қарапайым және күрделі қозғалысты.

ЩДС 1,6х2,5; 2,5х4; 2,5х9; 4х9; 6х9 (күрделі қозғалысты).

ЩДП 9х12; 12х15; 15х21 (қарапайым қозғалысты).

Жақтардың қабырға беттері 110Г13Л болаттан жасалады (Гатфильд болаты).

 

Конусты ұсақтағыштар

Конусты ұсақтағыштар конструкция өзгекөліктеріне байланысты ірі орта және ұсақ ұсақтауға арналған.

ККД, КСД; КМД ұсақтағыштар.

ККД-қабылдау саңлаудың енімен сипатталынады: 500, 900, 1200, 1500 мм.

КСД, КМД-қозғалмалы конустың диаметрімен сипатталынады: 600, 900, (КСД); 1200, 1750, 2200 (КМД).

 

1 – станинаның жоғарғы жағы (қозғалмайтын конус тәрізді шыны); 2 - ұсақтағыш конус; 3 - білік; 4 – эксцентрикты стакан; 5 – станинаның төменгі жағы; 6 - конусты беріліс; 7 – жетек білігі, 8 – шкив.

Сурет 4 – Ірі ұсақтаудың конусты ұсақтағыш

 

Білікті ұсақтағыштар

Білікті ұсақтағыштар 1, 2, 3 және 4 білікті болады. Орта және ұсақ ұсақтау үшін қолданылады.

Сурет 5 – Білікті ұсақтағыш

 

Роторлы ұсақтағыштар

Негізгі параметрлері: ротордың диаметрі мен ұзындығы. ДРК 20х16. ДРС 10х12,5.

Сурет 6 – Бір роторлы ұсақтағыш

Балғалы ұсақтағыш

Роторға шарнирлер арқылы ілінген балғалар. М6х4; М8-6; М13-16; М20х20; М20-30. Балғалармен соққыштарды 110Г13Л болаттан жасайды.

Ұнтақтау үрдістері

Ұсақ және майда сеппелі кендер байытылғанда ұсақтау үрдістерінен кейін ұнтақтау үрдістері жүргізіледі. Байыту үрдістерінің тиімділігі ұнтақтау үрдістерінің нәтижесімен тығыз байланысты. Ұнтақтау үрдісі көбінде екі, не үш сатылы жүргізіледі. Ұнтақтау дәрежесі әдетте, ұнтақталған зат ішіндегі диаметрі 0,074 мм-ден кіші зат кластың проценттік үлесімен анықталады. Шартты түрде, ол кластың үлесі 40-60%-тен аспаса-ірі ұнтақтау, 60-80% мөлшерінде болса ұсақ ұнтақтау, ал 80%-тен жоғары болса өте майда ұнтақтау болып саналады.

Кенді қандай ұнтақтыққа жеткізе ұнтақтаудың қажеттілігі бағалы минерал түйіршіктерінің диаметріне (сеппелік дәрежесіне) байланысты. Кенді қажетсіз өте майдаламау үшін ұнтақтау процесі негізінде одан ұнтақтығы жеткен бөлегін үздіксіз бөліп алу қажет. Осыған байланысты ұнтақтау аппаратынан шыққан зат көбінесе классификациялау процесіне түседі. Соның нәтижесінде кеннің ұнтақтылығы жеткен бөлігі бөлініп, ал қалғаны ұнтақтау процесіне қайтадан жіберіледі.

Ұнтақтау процесі, соған сәйкес классификациялауда, негізінде су ішінде дирмендерде жүргізіледі. Классификациялау процесінде екі өнім алынады: ұнтағы жеткен бөлік шыққан өнім ағызында деп, ал ұнтағы жетіспеген бөлін шыққан өнім құм деп аталады. Құм қайтадан дирменге қайтарылса ұнтақтау түйық циклде, ал сол дирменге қайтарылмаса ашық циклде жүргізіледі. Ашық цикл әдетте ұнтақтаудың тек бірінші сатысында ғана қолданылуы мүмкін.

Бір сатылы ұнтақтау кендегі бағалы минерал түйіршіктерінің сеппелігі (диаметрі) біркелкіге жақын және ірілеу болса қолданылады. Ал сеппелік тым үлкен диапазонда өзгеретін болса көп сатылы ұнтақтаудың тиімділігі арта түседі. Мұндайда іс жүзінде ұнтақтаудың әр сатысынан кейін байыту үрдістері жүргізіліп отырады.

Ұнтақтауды тұйық циклда жүргізгенде ұнтақтаудың өнімділігі және үрдістің тиімділігі оған қайта айналып түсетін құмның массасына тәуелді. Оны айнымалы жүк деп атайды. Оның массасы диірменге түсетін бастапқы кен массасынан бірден бес есеге дейін (100-500%), артық болуы мүмкін, орташа (150-300%)-ке тең.

Айналмалы жүктің мөлшерін анықтайтын формула

мұнда және ағызындағы, диірменнен шыққан өнімдегі және құмдағы -0,074+0 мм кластың проценттік үлестері.

Диірменде кен әр түрлі әрекеттердің әсерімен ұнтақталады. Кен байыту фабрикаларында көп тараған әдістерге шарлармен, біліктермен, кеннен бөлінген белгілі бірірілік класпен және кен кесектерінің өзін өзі ұнтақтау жатады.

Даңғаралы (барабанды) диірмендер. Даңғаралы диірмендер, оларда қолданылатын ұнтақтаушы денелердің түріне қарай шарлы, білікті (стержневой), өзін өзі ұнтақтайтын және арнайы дейрмендер.

Шарлы диірмендердің даңғара диаметрі ұзындығына тең не үлкенірек болады. Білікті диірмендерде ұзындығы диаметрінен едәуір үлкен болады. Өзін өзі ұнтақтайтын диірмендерде диаметрі ұзындығынан едәуір үлкен болады.

Сурет 7 – Шарлы диірмен

 

Ұсынылған әдебиет:

1 нег. (23-35), 3 нег. (31-36)

Бақылау сұрақтары:

1. Байыту дегеніміз не?

2. Кендерде металдар қандай түрде кездеседі?

3. Жақты ұсақтағыштардың түрлерін атаныз.

4. Ұсақтау дәрежесі дегеніміз не?

5. Ұсақтау мен ұнтақтаудың айырмашылығы неде?

 

4 дәріс тақырыбы. Екшеу (грохочение) және классификация (сұрыптау)

Әр түрлі кесекті не түйіршікті затты екшеуіштер арқылы өткізіп, екі не бірнеше ірілікті кластарға бөлу үрдісі екшеу деп аталады.

Байыту фабрикаларында екшеу үрдісі арнайы аппараттарда – екшеуіштерде жүргізіледі. Егер екшеуіште бір тор орнатылса бастапқы зат екі, ал тор екі орнатылса үш ірілік кластарға бөлінеді.

Екшеу қажеттігіне қарай әр түрлі мақсаттармен қолданылады:

1.Ұсақтау үрдістерінде ұсақтағыш алдында оларға түсетін кен ішіндегі сол сатыда ұсақтауды керек етпейтін даяр ірілік класын бөліп алуға (көмекші процесс ретінде).

2.Кейбір байыту үрдістердің алдында (отсадка-шөгу) әр түрлі ірілік кластарды жеке байыту қажеттігі болғанда – дайындау үрдіс ретінде.

3.Кейбір қазбаларды (мысалы көмір, темір кендерді) тек ірілік кластарға бөлгенде әр түрлі сортты даяр өнімдер алынады, осындай мақсатпен қолданылғанда екшеу байыту үрдісінің ролін атқарады.

4.Кейбір үрдістерде (мысалы, ауыр ортада байыту) қатты заттан суды бөлу үшін екшеу қолданылады (сусыздандыру үрдісі).

Екшеуіштер және екшеу тиімділігі

Әр түрлі белгілеріне қарай екшеуіштер бірнеше түрге бөлінеді. Екшеуіш торларының пішініне қарай жазық бетті (колостисті, жазықта тербелуші, вибрациялық, конусты бетті, дөңгелек бетті (даңғаралы екшеуіштер) және ойық бетті (доғалы) болып бөлінеді. Екшеуіш беттің қимылына қарай қозғалмайтын (колостисті, доғалы) және қозғалмалы (вибрациялық, даңғаралы) болып бөлінеді.

Барлық екшеуіштер негізінен үш бөліктен тұрады елесіш бет, корпус және қимылға келтіру механизмі.

Көп тарағаны вибрациялық екшеуіштер. Олардың өнімділігі де және тиімділігі де басқалармен салыстырғанда жоғары келеді.

Елегіш бет негізінде үш түрде жасалады:

1.Қатар-қатар, өз ара белгілі қашықтықта орналасқан біліктерде не тор кесінділерден тұрады.

2.Әртүрлі пішінді тесіктері бар (дөңгелек, төрт бұрышты, жырықты) цилиндрлі не жазық болат беттен жасалады.

3.Сымнан тоқылады.

Білікті не колосникті торлар әдетте ірі ұсақтау сатысына жазық болат бетті торлар орташа және ұсақ ұсақтау сатыларда, ал тоқылатын торлар кейде ұнтақтаудың бірінші сатысында қолданылады.

Елегіш беттің тесіктерінің қосынды аудананың бүтін бет ауданына қатынасы қима коэффициенті деп аталады. Ол неғұрлым үлкен болса, екшеу тиімділігі өседі.

Екшеу тиімділігі деп тордағы өткен ірілік кластың массасының сол кластың екшеуге түскен бастапқы зат ішіндегі массасына қатынасын айтады. Ол процентен не бірлік үлеспен сипатталады.

Егер өкшеуге түсетін заттың массасын , екшеуіштен өткен астыңғы класстың массасын «С», отпеген үстіңгі кластың массасын «Т», ал бөлініп алынатын ірілік кластың олардағы үлесін деп белгілесек, екшеу тиімділігі Е былай анықталады.

Өндірістік жағдайда, процестің үздіксіз және үлкен көлемді жүргізілуіне байланысты екшеуге түсетін және одан шыққан астыңғы класты өлшеу қиын. Сондықтан әдетте екшеуге түсетін заттан және өтпеген үстіңгі кластан сынама алынады. Әр сынама өлшеніледі де, тесік диаметрі екшеуіштің тесік диаметрі мен бірдей екшеуіште мұқият еленеді. Соның нәтижесінде олардағы бөлуге қажет кластың проценттік үлесі ( және ) есептелінеді. Ал екшеуіштен өткен астыңғы класс тек бөлуге қажет кластан тұратындығынан . Сонда жоғарыда келтірілетін формулада:

Содан .

1 - колосник; 2 - қысқыш болт; 3 - кергіш құбыр.

Сурет 8 - Қозғалмайтын колосникты елек

 

Сурет 9 – Білікті елек

 

Сурет 10 – даңгаралы елек

 

а – тік шарнирлы ілмектердегі енкіш науа; б – енкіш шарнирлы тіректредегі горизонтальды науа.

Сурет 11 – Қозғалмалы електер.

 

а - доғалы елек; б - цилиндр-конусты елек;

1-тұғыр; 2 -түбі; 3 – тор үстіндегі өнімнің құбыры; 4 – тор астындағы өнімнің құбыры; 5 – конус тәрізді елек; 6 – цилиндрлі елек; 7 - қақпақ; 8 – тиеу қондырғы.

Сурет 12 - Қисықсызықты електер

Классификация (сұрыптау)

Классификация үрдісі байыту фабрикаларында кеңінен қолданылады. Ол сулы ортада не ауада жүргізілу мүмкін. үрдістің тиімділігі қатты зат түйіршіктерінің сол ортада шөгу заңдылықтармен анықталады.

Минерал түйіршіктерінің суда (не ауада) шөгу жылдамдықтарының шамасына қарай әр-түрлі ірітік кластарға бөлінуін классификация үрдісі деп атайды.

Шөгу кезінде түйіршіктерге негізінде үш күш әсер етеді: ауырлық күші, архимед күші және ортаның кедергі күші. Түйіршіктің шөгу жылдамдығы осы үш күштің теңесуінен шығатын күштің әсерімен анықталады.

Классификация процесі келесі мақсаттармен қолданылады:

1.Ұнтақтау нобайларда көмекші процесс ретінде диірменнен шыққан заттан ұнтақтығы жеткен бөлігін құмды бөліктен айыру;

2.Бірдей шөгу принципіне байланысты классификациялау дайындау процесі ретінде кенді жинағыш столдарда байыту алдында сүргізіледі.

3.Пульпадан судың негізгі бөлігін, не керісінше, қатты заттың негізгі бөлігін судан бөліп алу (сусыздандыру);

Классификация үрдісі түйіршіктердің диаметрі 4-5 мм-ден аспағанда ғана тиімді қолданылады. Іс жүзінде классификациялау процесінде қолданылатын аппараттың конструкциясына байланысты су әртүрлі бағыттарда қозғалады. Соған сәйкес, сол бағыттарда ағу жылдамдықтары пайда болады. Егер су бір аппараттарда екі бағытта қозғалса түйіршікке сол екі бағытта туатын жылдамдыққа тең әсерлі жылдамдық әрекетін тигізеді. Ақырында түйіршіктің құмға түсуі, не ағызындығы кетуі тең әсерлі жылдамдықпен оның шөгу жылдамдығының ара қатынасына тәуелді. Шөгу жылдамдық басым болса түйіршік құмға түседі де, ал судың ағызу жылдамдығы басым болса ол ағызындыға кетеді.

Демек түйіршіктердің классификациялау процесінде белгілі ірілік класына түсуі сол процестен судың мол не аздығына классификацияларда түйіршіктер әртүрлі кластарға дәл бөлінбейді. Түйіршіктердің ірілік кластарға бөлінуінің дәлдік дәрежесіне көп әсер ететін жағдай-пульнаның тығыздығы. Неғұрлым пульнаның бірлік көлемінде түйіршіктер саны аз болса, яғни бос шөгу жағдайы артса, соғұрлым классификациялаудың дәлдік дәрежесі өседі.

Бірақ көп жағдайда пульна тығыздығы классификациялау мақсатымен емес байыту технологияларының қажетіне байланысты реттеледі.

Классификаторлар

Кен байыту фабрикаларында классификациялау негізінде 4 түрлі классификаторларда жүргізіледі:

1.Конусты классификаторлар. Олар көбінде пульнадан судың не қатты заттың негізгі бөлігін (сусыздандыру) бөліп алуға қолданылады.

Сурет 13 – Конусты классификатор.

 

ағызындыға шығатын судың көлемі, м/мың, S-конустың бет ауданы, м²;

көтерілу ағу жылдамдығы.