Результаты ситового анализа пробы руды

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА

ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО И ЭФФЕКТИВНОСТИ

ЕГО ГРОХОЧЕНИЯ

 

А. Определение гранулометрического состава полезного ископаемого

 

Цель работы

1.1. Освоить методику проведения ситового анализа.

1.2. Научиться строить характеристики крупности полезного ископаемого, определять по ним выход класса любой крупности.

 

Теоретическое введение

Перерабатываемые на обогатительных фабриках полезные ископаемые и получаемые из них продукты представляют собой сыпучие материалы, состоящие из различных по размерам кусков (зерен) минералов и их сростков. При этом крупность частиц изменяется от долей микрона до сотен миллиметров.

Крупность минеральных частиц принято характеризовать их средним эквивалентным диаметром, а крупность минерального материала – его гранулометрическим составом.

Гранулометрический состав – это состав материала, выраженный через содержание в нем частиц различных классов крупности в процентном отношении к целому, т.е. это распределение кусков (зерен) материала по классам крупности.

Гранулометрический сос­тав продукта определяют различными методами анализа:

1) ситовым – рассевом на стандартном наборе сит на классы крупности (для материала крупнее 0,04 мм);

2) седиментационным – разделением материала на фракции по скоростям падения частиц в водной среде (для материала круп­ностью от 50 до 5 мкм);

3) микроскопическим – измерением частиц под микроскопом и классификацией их на группы в узких границах определенных раз­меров (для материала крупностью менее 50 мкм до десятых долей микрометра).

Как правило, минеральное сырье по вкрапленности ценных минералов и минералов пустой породы является неоднородным материалом. Для правильного ведения технологического процесса необходимо знать размер вкрапленности отдельных минералов и крупность материала по стадиям дробления и особенно измельчения как последней стадии при подготовке его к обогащению.

Гранулометрический состав материала для контроля нагрузки на обогатительные машины, эффективности работы грохотов, клас­сификаторов, дробилок и мельниц обычно определяется ситовым ана­лизом. Минимальная масса пробы продукта для ситового анализа рассчитывается по эмпирической формуле

М = 0,02d² + 0,5d, кг, (1)

где d – размер максимального зерна*, мм.

Масса проб для ситового анализа тонкого материала берет­ся обычно не более 100 г. При рассеве материала крупнее 0,5 мм масса пробы рассчитывается по формуле (1).

Пробу подвергают рассеву на стандартном наборе сит с постепенно уменьшающимися размерами отверстий. В результате получают несколько классов, в которых размер частиц ограничен размером отверстий двух смежных сит: верхнего и нижнего. Этими двумя размерами и характеризуется крупность данного класса. При этом диаметр зерна определяется размером отверстия, через которое оно проходит.

В практике обогащения для ситового анализа применяют стандартные сита, изготовленные из проволочных или синтетических тканых сеток с квадратными отверстиями. Лабораторное сито представляет собой цилиндрический обод (обечайку) диаметром 200 мм и высотой 50 мм, в котором натянута сетка. Сита изготовляют таким образом, чтобы, вставляя их одно в другое, можно было составить комплект сит. В наборе сит имеется также поддон и крышка. Сита вставляются одно в дру­гое так, что размер отверстий уменьшается от верхнего сита к нижнему. Соотношение размеров отверстий сит в наборе называется модулем шкалы и может быть постоянным или непостоянным. При крупном и среднем грохочении модуль равен двум. Для более мелких сит применяется стандартная система с модулем . В этой системе за основу принято сито 200 меш с отверстиями размером 0,074 мм. Меш – это число отверстий, приходящееся на один линейный дюйм (25,4 мм). Обычно набор сит для рассева руды включает стандартные сита с размерами отверстий: 60; 40; 30; 20; 10; 5; 2,5; 1 мм; для рассева угля – 150; 100; 50; 25; 13; 6; 3; 1; 0,5 мм.

Ситовый анализ крупных материалов производится либо на гро­хотах лабораторного типа, либо встряхиванием сит в течение опре­деленного времени или определенное число раз.

Просеивание мелкозернистых материалов (крупностью –6 мм) осуществляется с помощью механических встряхивателей.

Просеивание материала продолжается в течение 10 – 30 мин. Продолжительность рассева зависит от влажности и крупности материала: мелкий и влажный материал требует большего времени просеивания. Рассев считается законченным, если при контрольном просеивания материала вручную за 1 мин через сито проходит не более 1% материала, находящегося на сите.

Остаток на каждом сите взвешивают на технических весах с точностью до 0,01 г. Результаты ситового анализа заносят в таблицу, в которой указаны размер класса и выход классов в весовых единицах и в процентах – частных и суммарных. Круп­ность частиц, оставшихся на данном сите, обозначают размером отверстия со знаком плюс (например, +5 мм), а прошедших – знаком минус (–5 мм). Размер класса обозначают размером от­верстий двух смежных сит: сита, через которые прошел материал, – со знаком минус и сита, на котором он остался, – со зна­ком плюс, например, (–5+3 мм).

В результате взвешивания определяют вес каждого класса крупности, который может быть выражен в любых весовых единицах (кг, г).

Частный выход – это вес одного класса между двумя смеж­ными ситами, выраженный в процентах от общего веса анализируе­мой пробы. Суммарный выход – это сумма выходов в процентах всех классов крупнее или мельче данного размера. Суммарный выход сверху (по плюсу) показывает, какой процент от всей пробы ос­тался бы на данном сите, если бы оно было верхним в наборе сит, взятом для анализа; суммарный выход снизу (по минусу) по­казывает, какой процент прошел бы через данное сито, если бы оно было последним в наборе.

В табл. 1 для примера приведены результаты си­тового анализа пробы руды крупностью –16 мм.

Кривые, графически изображающие гранулометрический состав сыпу­чего материала, называются характеристиками крупности. Различают характеристики частные и суммарные (кумулятивные). На практике применяют характеристики крупности, построен­ные по суммарным выходам классов.

Суммарную характеристику крупности строят как обыкновенную кривую у = f (d), т.е. по точкам, положение которых находят по абсциссам (d, мм – размер отверстий сит) и ординатам (y, % – суммар­ныйвыход мельче или крупнее d).

Если по оси ординат отложен выход материала крупнее дан­ного размера, то характеристика построена «по плюс d», если мельче данного размера, то «по минус d». Обе кривые зеркально отражают одна другую и, будучи построены на одном графике, пересекаются в точке, соответствующей выходу материала, равному 50%. Пример построения суммарных характеристик показан на рис. 1.

Таблица 1

Результаты ситового анализа пробы руды

Классы, мм	Выход
по классам (частный)	суммарный по плюсу, %	суммарный по минусу, %
кг	%
–16 + 12	4,5
–12 + 8	6,0
–8 + 4	9,0
–4 + 2	4,5
–2 + 0	6,0
Исходный продукт	30,0		–	–

 

Рис. 1. Суммарные характеристики крупности материала «по плюсу» (1) и «по минусу» (2).

Выход какого-либо класса (-d₁+d₂) по суммарной характе­ристике определяется разностью ординат, построенных на диамет­рах d₁ и d₂. Например, по рис. 1 выход класса +10 мм полу­чим, измерив ординату, построенную на абсциссе 10 мм до кри­вой «по плюсу». Выход класса –10 мм даст отрезок ординаты над кривой «по плюсу» до 100%. Выход класса –10 + 3 мм находим по разности ординат, постро­енных на 3 и 10 мм – 44%.

Обычно строят кривую суммарной характеристики «по плюсу».

Рис. 2. Различные формы суммарной характеристики крупности.

 

Суммарные характеристики крупности бывают выпуклыми, вогнутыми и прямолинейными (рис. 2). Выпуклая кривая 1 получается при пре­обладании в материале крупных зерен, вогнутая 2 – при преоб­ладании мелких зерен. Прямолинейная кривая 3 свидетельствует о равномерном распределении в материале зерен по крупности.

Таким образом, пользуясь графическим изображением результатов ситового анализа, можно определить промежуточные значения выходов классов крупности исходного материала, а также, сравнив результаты нескольких ситовых анализов, определить эффективность работы дробильного и измельчительного оборудования.

 

Оборудование и материалы

Для выполнения лабораторной работы необходимы:

1. Лабораторный встряхиватель;

2. Стандартный набор сит;

3. Технические весы с разновесами;

4. Проба сыпучего материала.

 

Порядок выполнения работы

4.1. Отобрать пробу сыпучего материала для ситового ана­лиза массой до 300 г.

4.2. Собрать набор сит для рассева материала от крупно­го к мелкому.

4.3. Пробу материала загрузить на верхнее сито.

4.4. Набор сит установить на механический встряхиватель и закрепить.

4.5. Включить привод механического встряхивателя, рассев материала проводить в течение 15 мин.

4.6. По истечении времени рассева выключить привод меха­нического встряхивателя, набор сит снять с механического встряхивателя.

4.7. Произвести взвешивание остатка на каждом сите с точ­ностью до 1 г и результаты взвешивания занести в таблицу.

4.8. Для расчета принять полученную фактическую массу пробы, равную сумме масс всех классов.