Пневматическое гравитационное обогащение (в потоках воздуха)

Пневматическое обогащение применяется для углей до 75 мм с содержанием влаги менее 8%.

Для пневматического обогащения используют пневматические сепараторы, пневматические отсадочные машины, аэро-суспензионные сепараторы.

Пневматический сепаратор по принципу работы напоминает контрационный стол. Разделение материала происходит на прямоугольном деке, опирающейся на опоры.

Дека связана с рамой пружинами, обеспечивающей совместно с приводом возвратно поступательные движения.

Руда поступает в деку (рашпильная сетка). Дека делится на несколько полей, которые покрывают рашпильными ситами с отверстиями 1,5-3 мм. К каждому полю деки через рукава 3 с помощью вентилятора подводится сжатый воздух. Угол наклона деки в продольном направлении регулируется в пределах 4⁰-10⁰. По краям деки устанавливают бортовые нарифления. Исходный материал благодаря страхованию и пульсирующему потоку воздуха расслаивается на концентрат, промышленные продукты и хвосты.

Сепаратор работает в замкнутом воздушном режиме, то есть нагнетаемый под деку воздух проходит через пористую поверхность, поступает под кожух, откуда снова засасывается вентилятором.

Для улавливания пыли, устанавливают циклонные пыле-уловители.

Пневматическая отсадочная машина

Работает под давлением переменной подачи воздуха. Воздушная камера под ситами разделяют на 2 части, в которые попеременно от вентилятора подается воздух. Разделение зерен происходит опалочно-отсадочными машинами.

Аэро-суспензионный сепаратор

Работает по принципу создания кипящего слоя из тонкозернистых сыпучих материалов. Гравитационное разделения в нем происходит с помощью восходящего потока. Сыпучий материал постоянно находится во взвешенном состоянии.

Флотационный метод обогащения

Основан на различные способности минералов удерживаться на границе раздела 3-х фаз, обусловленных различием удельных поверхностных энергии минералов или удельных поверхностных натяжениях.

Происходит при взаимодействии поверхностей твердых, жидких и газообразных. Поверхностное натяжение на границе взаимодействующих фаз обуславливается неуравновешенностью сил, действующих на молекулы, находящиеся на поверхности раздела этих фаз. Если используют 2 фазы разные по плотности в поверхностном слое более плотной фазы появляется запас свободной энергии. Отношение свободной поверхностной энергии к единице раздела фаз называется удельной поверхностной энергией.

Удельный коэффициент поверхности:

F-сила поверхностного натяжения

l- длина границы поверхностного слоя.

Поверхностное натяжение и смачивания при определенных условиях обеспечивает флотацию в воде минеральных частиц. Флотации подвергают тонко-измельченные менее 1 мм в редких случаях 3 мм полезных ископаемых. Частицы минералов, которые хорошо смачиваемые водой называются гидрофильными, которые не смачиваются называют гидрофобные.

По способности смачиваться водой минералы подразделяют на 3 группы:

1)минералы с гидрофобной поверхностью (тальк, графит, молибденит)

2)с незначительной гидрофобностью (сульфаты, сфалерит, пирит)

3)с гидрофильной поверхностью (кварц, полевые шпаты, Са и т.д.)

Мерой гидрофобности минеральных частиц является создание краевого угла смачивания. Краевым углом смачивания называется угол, образованный поверхностью раздела 2-х фаз с поверхностью третьей.

Флотация минеральных частиц происходит при углах < 90⁰. Если краевой угол =0⁰, то поверхность гидрофильная (флотации нет). Для полной гидрофобной поверхности угол должен быть равен 180⁰. Закрепление частиц на пузырьках воздуха или газа, а значит и флотируемость улучшаются благодаря явлению гистереза смачивания.

Явление гистереза- это явление тормозящей перемещение периметра смачивания по твердой поверхности.

После воздействия флотационных реагентов на частицы гидрофобизирущая поверхность минералов увеличивается и гистерезис смачивания увеличивается.