WYDZIAŁ GÓRNICTWA I GEOINŻYNIERII

PRZERÓBKA MECHANICZNA

Sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych - Kraków 2.02.2014

Kierunek: GIG

Rok III

Studia: niestacjonarne

Rok akademicki: 2013/2014

Wzbogacanie węgla w cieczach zawiesinowych.

Proces realizowany jest w cieczy, której gęstość ma wartość pośrednią między gęstościami rozdzielanych substancji.

W tych warunkach, węgiel i minerały o gęstości mniejszej od gęstości cieczy będą stanowiły frakcję pływającą, natomiast minerały o gęstości większej od gęstości cieczy frakcję tonącą.

Podział cieczy ciężkich:

-ciecze ciężkie właściwe (jednorodne) -wodne roztwory związków chemicznych

-ciecze ciężkie zawiesinowe (niejednorodne) -zawiesiny związków mineralnych

Ciecz ciężka zawiesinowa:

-dwufazowy układ dyspersyjny, w którym fazą ciągłą jest ciecz (woda) a fazą dyspersyjną drobne ziarna ciała stałego (<0,1 mm) nierozpuszczalnego w wodzie o gęstości najczęściej rzędu 2500 -5000 kg/m3.

Dzieli się je na dwie grupy:

-ciecze ciężkie o zawiesinie stałej-w okresie przebywania w wzbogacalniku jej gęstość nie ulega zmianie

-ciecze ciężkie o zawiesinie niestałej -w okresie przebywania w wzbogacalniku jej gęstość zmienia się w wyniku szybkiego opadania cząstek obciążnika

Charakterystyczne czynniki fizyczne cieczy ciężkich:

-gęstość (tzw. gęstość pozorna),

-lepkość (zmienia się z temperaturą -najkorzystniejsza temperatura pracy 30 -35 °C,

-stałość zawiesiny (trwałość)

-odporność obciążnika na rozdrabnianie mechaniczne ziaren w czasie obiegu roboczego,

-odporność ziaren obciążnika na działanie chemiczne ośrodka

Wymagania odnośnie właściwości obciążnika:

-gęstość obciążnika powinna być około dwukrotnie większa od najwyższej gęstości cieczy zawiesinowej,

-zawiesina obciążnika powinna być trwała,

-lepkość cieczy nie powinna być zbyt duża,

-obciążnik powinien być nierozpuszczalny w wodzie, nie może reagować chemicznie z materiałem wzbogacanym, powinien być odporny na ścieranie i kruszenie,

-przy regeneracji powinien oddzielać się łatwo od ziaren produktu wzbogacania,

-koszt obciążnika nie może być wysoki

Przemysłowe obciążniki do otrzymywania cieczy ciężkich:

-piasek kwarcowy,

-żelazokrzem,

-magnetyt,

-baryt,

-hematyt,

-piryt,

-wypałki pirytowe,

-galena.

Ćwiczenie 1

W ćwiczeniu przeprowadzono wzbogacanie węgla metodą grawitacyjną w cieczy jednorodnej Chlorek Cynku.

Do ćwiczenia wykorzystano ciecze o następujących gęstościach:

• 1400kg/m³

• 1600kg/m³

• 1800kg/m³

Przebieg ćwiczenia:

Po umieszczeniu nadawy w naczyniu z cieczą o gęstości 1400kg/m³ część materiału wypłynęła na powierzchnię. Materiał który wypłynął na powierzchnię ma gęstość poniżej 1400kg/m³.

Resztę materiału przekładamy do naczynia z cieczą o gęstości 1600kg/m³ tak jak w pierwszej próbie część materiału wypłynęła na powierzchnię. Ten materiał ma frakcję 1400kg/m³ - 1600kg/m³.

Następnie przekładamy pozostały na dnie materiał do naczynia z cieczą o gęstości 1800kg/m³ materiał który wypłynął ma gęstość większą od 1600kg/m³ a mniejszą od 1800kg/m³.

Pozostały materiał traktujemy jako odpad - ma on gęstość ponad 1800kg/m³.

Osadzarka tłokowa

Osadzarka tłokowa - osadzarka, w której cykliczny ruch wody uzyskuje się przez posuwisto-zwrotny ruch tłoka lub wirnika.

Rodzaje osadzarek:

(podział ze względu na sposób wywołania ruchu pulsacyjnego):

-tłokowe,

-beztłokowe,

-z ruchomym złożem roboczym

Flotacja

Flotacja jest procesem, w którym pęcherzyk gazu łączy się z hydrofobowym ziarnem, a utworzony zespół ziarno-pęcherzyk gazu jest wynoszony w kierunku powierzchni cieczy.

Odczynniki zbierające(zbieracze, kolektory), wyróżniamy:-zbieracze jonowe (anionowe, kationowe, amfoteryczne)-niejonowe (apolarne) Odczynniki te po wprowadzeniu do zawiesiny flotacyjnej adsorbują się wybiórczo (selektywnie) na powierzchni ziarn tylko wybranych minerałów, hydrofobizujących powierzchnię -umożliwiają ich skuteczne wyniesienie do piany (wyflotowanie). Odczynniki pianotwórcze (spieniacze) związki organiczne, które adsorbując się na granicy rozdziału woda-powietrze, zmieniają napięcie powierzchniowe na granicy faz i umożliwiają tworzenie się odpowiednio trwałej i obfitej piany (zwiększenie powierzchni granicy faz. Z pianą zgarniane są wyflotowane zawiesiny jako produkt (koncentrat) pianowy.

Hydrofobowość lub hydrofilność jest charakterystyczną cechą każdego materiału i wynika ona z właściwości

(stanów energetycznych) granic fazowych uczestniczących w tworzeniu agregatu ziarno-pęcherzyk

Ćwiczenie 2

W ćwiczeniu wykorzystano mieszaninę węgla i piasku o uziarnieniu >0,5

• Piasek 25g

• Muł 55g

1. Wymieszano z zawiesiną bez odczynnika i poddano flotacji - mieszanina zaczęła się pienić jednak piana była mała a proces flotacji mało wydajny.

2. Dodano kroplę oleju sosnowego (środek pianotwórczy) w wyniku czego materiał flotował zdecydowanie lepiej (dużo piany).

3. Przygotowano drugą próbkę piasku z mułem i dodano kroplę oleju napędowego (odczynnik zbierający), po wymieszaniu dodajemy olej sosnowy i przeprowadzono flotację - proces przebiega dynamicznie piana wysoka i stabilna - proces flotacji najwydajniejszy.

Wyznaczanie Krzywych wzbogacalności

ρ[kg/m^3]	γ[%]	λ[%]	ε	ε	ϑ[%]	Β[%]
< 1300	36,0	4,5	36	100	4,50	37,3
1300-1400	7,0	9,0	43	64	5,23	55,75
1400-1600	8,0	42,0	51	57	11,00	61,49
1600-1800	25,0	49,0	76	49	23,50	64,67
>1800	24,0	81,0	100	24	37,30	λ max=81
					α= 37,30	λ max=81

α -średnia zawartość popiołu w węglu surowym

β- zawartość popiołu w odpadach

ϑ- zawartość popiołu w koncentracie

---