Technik_gor_podziemnego_311[15].Z4.06

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

Wprowadzenie

Wymagania wstępne

Cele kształcenia

Materiał nauczania

4.1. Wiadomości wstępne dotyczące przeróbki mechanicznej

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Klasyfikacja mechaniczna, hydrauliczna i aerodynamiczna

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Wzbogacanie, wzbogacanie grawitacyjne, flotacja

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Odwadnianie produktów wzbogacania, chemiczne wzbogacanie kopalin

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

Sprawdzian osiągnięć

Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy dotyczącej procesów wzbogacania

kopalin.

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć juŜ ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,

−

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

−

materiał nauczania – podstawowe wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania
treści jednostki modułowej,

−

zestaw pytań przydatny do sprawdzenia, czy juŜ opanowałeś treści zawarte
w rozdziałach,

−

wiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować

umiejętności praktyczne,

−

sprawdzian postępów,

−

sprawdzian osiągnięć – przykładowy zestaw zadań i pytań. Pozytywny wynik
sprawdzianu potwierdzi, Ŝe dobrze pracowałeś podczas zajęć i Ŝe nabyłeś wiedzę
i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej,

−

wykaz literatury.

W materiale nauczania zostały omówione zagadnienia dotyczące klasyfikacji

mechanicznej, rozdrabniania, uławiania pyłu, wzbogacania, flotacji, odmulania, odwadniania,
suszenia i oczyszczania wód płuczkowych.

Informacje zamieszczone w poradniku mogą zostać rozszerzone w oparciu o literaturę

dodatkową zgodnie z zaleceniami nauczyciela.

Z rozdziałem Pytania sprawdzające moŜesz zapoznać się:

−

przed przystąpieniem do rozdziału Materiał nauczania. Analiza tych pytań wskaŜe Ci na
jakie treści naleŜy zwrócić szczególną uwagę w trakcie zapoznawania się z rozdziałem
Materiał nauczania,

−

po opanowaniu rozdziału Materiał nauczania, by sprawdzić stan swojej wiedzy, która
będzie Ci potrzebna do wykonywania ćwiczeń.
Poradnik zawiera, po kaŜdym rozdziale, propozycję ćwiczeń celem zdobycia przez

Ciebie umiejętności praktycznych, przydatnych w pracy zawodowej. Podczas wykonywania
ć

wiczeń zwróć uwagę na zalecenia nauczyciela dotyczące bezpieczeństwa i higieny pracy.

Po wykonaniu zaplanowanych ćwiczeń, sprawdź poziom swojej wiedzy i umiejętności

wykonując Sprawdzian postępów. Analiza wyniku tego sprawdzianu wskaŜe Ci treści,
których jeszcze nie opanowałeś i do których powinieneś wrócić.

Poznanie przez Ciebie wszystkich lub określonej części wiadomości będzie stanowiło

dla nauczyciela podstawę przeprowadzenia sprawdzianu poziomu przyswojonych wiadomości
i  ukształtowanych  umiejętności.  W  tym  celu  nauczyciel  moŜe  posłuŜyć  się  zadaniami
testowymi.

W poradniku jest zamieszczony sprawdzian osiągnięć, który zawiera przykład takiego

testu oraz instrukcję, w której omówiono tok postępowania podczas przeprowadzania
sprawdzianu i przykładową kartę odpowiedzi, na której będziesz zakreślał właściwe
odpowiedzi spośród zaproponowanych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

311[15].Z4

Eksploatacja górnicza złóŜ

311[15].Z4.06

Dobieranie metod

i organizowanie procesu

wzbogacania kopalin

311[15].Z4.01

Udostępnianie i przygotowywanie

złoŜa do eksploatacji

311[15].Z4.02

Klasyfikowanie systemów

eksploatacji złóŜ

311[15].Z4.05

UŜytkowanie środków

strzałowych

311[15].Z4.04

Przewietrzanie kopalń

311[15].Z4.03

Dobieranie obudów górniczych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

stosować jednostki układu SI,

−

przeliczać jednostki,

−

rozróŜniać podstawowe wielkości mechaniczne i elektryczne oraz ich jednostki,

−

analizować proste schematy kinematyczne części maszyn,

−

wykonywać rysunki części maszyn,

−

analizować układy hydrauliczne i pneumatyczne,

−

posługiwać się podstawowymi zagadnieniami dotyczącymi przeróbki mechanicznej,

−

charakteryzować wymagania dotyczące bezpieczeństwa pracy przy obsłudze maszyn
i urządzeń mechanicznych,

−

korzystać z róŜnych źródeł informacji,

−

obsługiwać komputer,

−

współpracować w grupie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

określić zadania metod wzbogacania kopalin,

−

wyjaśnić budowę i zasadę działania urządzeń do klasyfikacji mechanicznej kopalin,

−

rozróŜnić klasyfikację wodną, hydrauliczną oraz aerodynamiczną,

−

scharakteryzować operacje przeróbcze kopalin,

−

scharakteryzować sposoby wzbogacania,

−

scharakteryzować wzbogacanie mechaniczne,

−

wyjaśnić zasadę działania wzbogacalników z cieczą cięŜką,

−

scharakteryzować proces flotacji,

−

obsłuŜyć urządzenia do procesu flotacji,

−

scharakteryzować odwadnianie produktów wzbogacania,

−

dobrać i skontrolować urządzenia odwadniające,

−

zdefiniować chemiczne metody przeróbki kopalin,

−

zanalizować schemat technologiczny procesu wzbogacania kopalin,

−

określić kolejność operacji w procesie wzbogacania,

−

sporządzić podstawowe dokumenty stosowane w dziale marketingu,

−

zaplanować działania dotyczące promocji i sprzedaŜy kopalin,

−

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpoŜarowej
podczas obsługi urządzeń do wzbogacania kopalin.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Wiadomości wstępne dotyczące przeróbki mechanicznej

4.1.1. Materiał nauczania

Przeróbka

mechaniczna

jest

zespół

czynności

(operacji)

mechanicznych

i  technologicznych,  którym  poddaje  się  surową  kopalinę  uŜyteczną  w  celu  uzyskanie  jej
przydatności  przemysłowej,  przez  usunięcie  z  jej  składu  zanieczyszczeń  skałą  płonną,
zwiększenie  koncentracji  składnika  uŜytecznego  oraz  przygotowanie  tej  kopaliny  do
określonych procesów technologicznych przetwarzania jej na produkty końcowe. Ostateczna
forma  kopaliny  uŜytecznej  przygotowanej  przez  przeróbkę  mechaniczną,  jest  ustalana
warunkami technologicznymi dalszego jej przetwarzania lub bezpośredniego uŜytkowania.

Cel przeróbki:

−

jakościowy podział (wzbogacanie),

−

ilościowy podział (klasyfikacja).

Przeróbce mechanicznej podlegają praktycznie wszystkie kopaliny uŜyteczne, takie jak:

węgiel  kamienny  i  brunatny,  rudy  Ŝelaza,  cynku,  cyny,  ołowiu,  rudy  innych  metali,  złoto,
srebro,  miedź  i  jej  rudy,  siarka,  materiały  ceramiczne,  surowce  budowlane  i  chemiczne  oraz
wiele  innych  kopalin  wymagających  wzbogacania,  oczyszczania  oraz  przygotowania  do
celów przemysłowych, np.: ze względu na wielkość ziaren, skład ziarnowy itp.

Przeróbka mechaniczna, o odpowiednio wysokim stopniu jej rozwoju, oddaje niezwykle

cenne usługi wielu przemysłom, umoŜliwiając tworzenie nowych wartości z odpowiednio
przygotowanego surowca. Dla przykładu moŜna wymienić niektóre przemysły oraz. kopaliny
uŜyteczne przygotowywane dla nich przez przeróbkę mechaniczną:

−

przemysł hutniczy: rudy Ŝelaza, rudy metali nieŜelaznych, rudy metali rzadkich, węgiel
koksowy, węgiel energetyczny, topniki (wapień, kwarc, fluoryt), materiały ogniotrwałe
(magnezyt, dolomit, glina, grafit, korund, kwarc, cyrkon, chromit, andaluzyt),

−

energetyka: węgiel kamienny, węgiel brunatny,

−

odbiorcy materiałów opałowych: węgiel kamienny, węgiel brunatny, torf (do odbiorców
tych zalicza się np. kolejnictwo, większość przemysłów pobierających energię z pary,
gospodarkę komunalną, gospodarstwa domowe itp.),

−

przemysł rolny: nawozy sztuczne i surowce do ich produkcji (apatyt, fosforyty, sole
potasowe i magnezowe), środki do walki ze szkodnikami (talk, kaolin, baryt), środki do
poprawy struktury roli (gips, wapień, dolomit),

−

przemysł budowlany: kamień budowlany, piasek, glina, surowce cementowe (wapień,
kreda, margiel),

−

przemysł chemiczny: węgiel kamienny i brunatny jako surowiec do chemicznej przeróbki
węgla, siarka, apatyt, fluoryt, baryt, wapień, halit, sylwin, kwarc, azbest itp.,

−

przemysł szklarski i ceramiczny: kwarc, kaolin, fluoryt.
W

przeróbce

mechanicznej

kopalin

uŜytecznych

obowiązuje

specjalistyczna

terminologia, która umoŜliwia jednoznaczne określanie zjawisk oraz czynności
technologicznych i technicznych, zachodzących w procesach przeróbczych, a takŜe
produktów otrzymywanych w procesie przeróbczym.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Kopalina  uŜyteczna  jest  to  naturalny  surowiec  mineralny,  który  przy  aktualnym  stanie
technologii  i  techniki  przetwarzania  moŜe  być  w  sposób  ekonomiczny  zuŜytkowany
w gospodarce narodowej do wytwarzania innych form tego surowca w postaci dostosowanej
do  bezpośredniego  uŜycia  lub  stanowiącej  surowiec  produkcyjny.  W  przewaŜającej  liczbie
przypadków kopalina uŜyteczna musi być poddana ściśle określonym procesom przeróbczym,
które  mają  za  zadanie  zwiększenie  udziału  składnika  uŜytecznego  w  jednostce  masy  lub
objętości  przez  usunięcie  z  kopaliny  wyjściowej  składników  nieuŜytecznych.  Kopalina
uŜyteczna moŜe mieć fizycznie postać stałą (np. węgiel, ruda Ŝelaza, rudy metali nieŜelaznych
itp.), ciekłą (ropa, wody mineralne) i gazową.

Minerały  są  to  występujące  w  skorupie  ziemskiej  naturalne  związki  chemiczne  lub
pierwiastki rodzime.

Minerały  uŜyteczne  są  to  naturalne  związki  chemiczne  lub  pierwiastki  rodzime,  w  których
składzie  występują  pierwiastki  stanowiące  wartościowy  surowiec.  Jest  to  zatem  określenie
w  pewnym  zakresie  jednoznaczne  z  określeniem  kopalina  uŜyteczna.  Do  minerałów  zalicza
się  pierwiastki,  siarczki,  halogenki,  tlenki  i  wodorotlenki,  azotany,  borany,  siarczany,
fosforany i arseniany, krzemiany oraz związki organiczne.

Materiał surowy jest to kopalina uŜyteczna kierowana do procesów przeróbczych; określana
jest ona równieŜ terminem nadawa.

Skała płonna - terminem tym określa się skały wydzielone w procesach przeróbczych, które
w  przeróbce  określonej  kopaliny  uwaŜane  są  za  nieuŜyteczne.  Skała  płonna  wydzielona
w  procesach  przeróbczych  nosi  równieŜ  nazwę  odpady.  W  niektórych  przypadkach  odpady
mogą zawierać równieŜ składniki uŜyteczne i wówczas stanowią one wtórny materiał surowy,
który  moŜe  być  przerabiany  (wzbogacany)  w  innym,  odpowiednio  dostosowanym  procesie
przeróbczym.

Zakład  przeróbczy  jest  to  pomieszczenie  przemysłowe,  budowla  lub  zespół  budowli,
wyposaŜonych  w  maszyny  przeróbcze  i  urządzania  pomocnicze  –  rozmieszczone
w odpowiedniej kolejności – wykonujące operacje technologiczne (przeróbcze) konieczne do
uzyskania  maksymalnej  koncentracji  składnika  uŜytecznego  w  produkcie  końcowym,  jego
składu ziarnowego itp.

Operacje  technologiczne  przeróbcze  są  to  czynności  wykonywane,  w  odpowiednio
dobranej kolejności, na materiale surowym oraz na otrzymywanych produktach wzbogacania
(produktach procesu przeróbczego), które mają na celu wyodrębnienie z materiału surowego
maksymalnej ilości składnika uŜytecznego.

Ze względu na ich charakter operacje przeróbcze dzieli się na:

−

przygotowawcze,

−

główne,

−

uzupełniające,

−

pomocnicze,

−

usługowe.

Operacje  przygotowawcze  stanowią  zespół  czynności  mechanicznych,  prowadzonych
w  odpowiednich  maszynach  i  urządzeniach,  fizykomechanicznych  itp.,  koniecznych  do
przygotowania  nadawy  do  procesów  przeróbczych.  W  większości  przypadków  stosowanie
operacji  przygotowawczych  jest  niezbędne  do  wykonania  podstawowych  procesów

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

przeróbczych.  Operacje  przygotowawcze  są  równieŜ  konieczne  w  trakcie  prowadzenia
kompleksowego procesu technologicznego i stosowane są jako czynności międzyoperacyjne.

Operacje  główne  są  to  te  wszystkie  czynności  technologiczne  na  materiale  surowym
i produktach  procesu  przeróbczego,  które  mają  na  celu  nadanie  im  własności
umoŜliwiających  jego  przemysłowe  zuŜycie.  Operacje  główne,  określane  równieŜ  jako
operacje zasadnicze, są następujące:

−

klasyfikacja mechaniczna, przesiewanie,

−

klasyfikacja hydrauliczna,

−

klasyfikacja aerodynamiczna,

−

rozdrabianie,

−

wzbogacanie obejmujące: wzbogacanie ręczne, grawitacyjne, flotację, wzbogacanie
elektromagnetyczne i magnetyczne, elektrostatyczne i inne,

−

odwadnianie,

−

odpylanie,

−

odmulanie,

−

rozmywanie,

−

suszenie,

−

brykietowanie,

−

peletyzacja.
Podział czynności technologicznych na operacje główne i pomocnicze nie jest podziałem

sztywnym.  W  układzie  (schemacie)  technologicznym  operacje  główne  mogą  mieć  charakter
operacji  przygotowawczych  przed  innym  podstawowym  procesem  technologicznym.
Przykładem  tego  rodzaju  moŜe  być  odmulanie  materiału  przed  procesem  wzbogacania,
wzbogacanie wstępne przed procesem podstawowego (ostatecznego) wzbogacania itp.
Prowadzenie  pełnego  zaprojektowanego  procesu  technologicznego  przeróbki  materiału
surowego wymaga wprowadzenia wielu operacji pomocniczych i operacji usługowych.

Do operacji pomocniczych naleŜą:

−

wyładowanie materiału surowego z urządzeń transportowych, którymi wydobywa się
kopalinę uŜyteczną na powierzchnię, tj. skipów, wozów, przenośników itp.,

−

transport materiału surowego i produktów wzbogacania w zakładzie przeróbczym
pomiędzy maszynami i urządzeniami, wykonującymi określone operacje technologiczne,

−

składowanie (magazynowanie) materiału surowego, koncentratów i innych produktów
uŜytecznych zakładu przeróbczego,

−

zwałowanie odpadów otrzymywanych w procesie przeróbczym,

−

zasilanie maszyn i urządzeń przeróbczych (np. w ośrodek wzbogacający, czynnik
wzbogacający itp.),

−

waŜenie materiału surowego i produktów wzbogacania,

−

załadunek produktów do wagonów lub innych środków transportowych.
Do operacji usługowych zalicza się:

−

gospodarkę wodno-mułową, która obejmuje zagadnienia dostarczania, rozdziału i bilansu
wody  roboczej  i  transportowej  w  operacjach  wzbogacania  materiału  surowego,
odmulania  lub  jego  transportu;  do  zadań  gospodarki  wodno-mułowej  naleŜy  równieŜ
oczyszczanie  wody  roboczej  i  przygotowanie  jej  do  wtórnego  wykorzystania  w  obiegu
roboczym w zakładzie przeróbczym oraz uzupełniania jej strat;

−

gospodarkę powietrzną, zajmującą się dostarczaniem powietrza jako czynnika roboczego
w procesach wzbogacania, odpylania, klasyfikacji aerodynamicznej itp. oraz jego
bilansowania w obiegach roboczych; do gospodarki powietrznej naleŜy równieŜ jego
oczyszczanie z zawiesin stałych;

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

gospodarkę  cieplną,  obejmującą  zagadnienia  dostarczania  lub  wytwarzania  ciepła  –
o  odpowiednich  parametrach  –  zuŜywanego  do  procesów  technologicznych,  np.  do
termicznego  suszenia  produktów  wzbogacania,  aglomeracji  i  praŜenia  rud  itp.  oraz
opracowywania bilansów zapotrzebowania i zuŜycia ciepła; gospodarka cieplna obejmuje
równieŜ ogrzewanie zakładu przeróbczego;

−

gospodarkę energetyczną, zajmującą się problemami dostawy i zuŜycia energii
elektrycznej

procesach

technologicznych

np.

przy:

wzbogacaniu

elektromagnetycznym,  wzbogacaniu  elektrostatycznym  itp.;  gospodarka  energetyczna
obejmuje  równieŜ  zagadnienia  dostawy  i  zuŜycia  energii  do  napędu  maszyn  i  urządzeń
w zakładzie  przeróbczym;  automatyzację  procesów  przeróbczych,  która  obejmuje
zagadnienia  scentralizowanego,  dyspozytorskiego  ruchu  zakładu,  automatyzację
procesów technologicznych w zakresie zasilania nadawą maszyn, automatyzację gęstości
czynnika wzbogacającego, regulację i sterowanie przebiegiem procesu technologicznego
itp.;

−

kontrolę techniczną przebiegu operacji przeróbczych, kontrolę jakości produktów
wzbogacania pomiędzy kolejnymi procesami przeróbczymi i kontrolę jakości produktów
końcowych.

Zadaniem  klasyfikacji  mechanicznej  jest  podział  materiału  surowego  lub  produktów
wzbogacania na określone wymiarami grupy ziaren. Klasyfikację mechaniczną wykonuje się
na  przesiewaczach  wyposaŜonych  w  sita  o  ustalonym  wymiarze  otworów.  Klasyfikację
mechaniczną  określa  się  równieŜ  terminem  przesiewanie.  Wymiary  otworów  w  sitach
uŜywanych do klasyfikacji ustala projekt technologiczny, opracowany specjalnie dla procesu
technologicznego kaŜdej kopaliny.

Klasyfikację mechaniczną, w zaleŜności od jej charakteru technologicznego, dzieli się na:

−

klasyfikacją wstępną lub klasyfikację, jeŜeli wydzielone grupy ziaren kierowane są do
dalszych operacji przeróbczych; otrzymywane w tej operacji grupy ziaren nazywa się
klasami ziarnowymi;

−

sortowanie, jeŜeli wydzielone grupy ziaren stanowią gotowy produkt handlowy;
wydzielone w tym procesie grupy ziaren nazywa się sortymentami handlowymi.

Klasy ziarnowe i sortymenty określone są wymiarami podawanymi w milimetrach, przy
czym wymiary górny i dolny kaŜdej grupy ziaren określane są wymiarami otworów sit
zastosowanych do klasyfikacji.

Wszystkie ziarna mieszczące się pomiędzy dolnym i górnym wymiarem otworów sit

roboczych stanowią ziarna zasadnicze klasy ziarnowej lub sortymentu. Ziarna o wymiarach
mniejszych od dolnego wymiaru noszą nazwą podziarna, natomiast ziarna większe od
wymiaru górnego noszą nazwę nadziarna.

Wymiary klas ziarnowych określane są przez technologów przeróbki mechanicznej na

podstawie  wymagań  procesu  technologicznego,  a  wynikają  one  ze  szczegółowych  badań
technologicznych  materiału  surowego.  Dokładne  określenie  wymiarów  klas  ziarnowych  ma
na  celu  uniknięcie  –  nieraz  bardzo  znacznych  –  strat  kopaliny  uŜytecznej  w  procesach
technologicznych  oraz  ograniczenie  do  minimum  niepotrzebnego  wkładu  energii  na
zbyteczne operacje przeróbcze lub ich niewłaściwy dobór.

Klasyfikację  hydrauliczną  przeprowadza  się  w  ośrodku  wodnym.  Stosuje  się  ją  wyłącznie
do materiałów nierozpuszczalnych w wodzie oraz materiałów silnie wilgotnych lub mokrych,
których  podziału  nie  moŜna  dokonać  mechanicznie  na  przesiewaczach.  Wyjątek  stanowią  te
materiały  suche,  które  -  po  klasyfikacji  hydraulicznej  –  kierowane  są  do  mokrych  procesów
przeróbczych, a zastosowanie tej operacji jest z tego powodu celowe i korzystne. Klasyfikację

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

hydrauliczną przeprowadza się w strumieniu wody płynącym po nachyleniu lub w strumieniu
wznoszącym się z określoną prędkością. Klasyfikację hydrauliczną dzieli się na:

−

wymiarową,  w  której  –  przy  odpowiednim  dobraniu  prędkości  płynącego  lub
wznoszącego  się  strumienia  wody  –  otrzymuje  się  grupy  ziaren  o  załoŜonych
(wymaganych)  granicach  ich  wymiaru  dolnego  i  górnego;  klasyfikacja  tego  rodzaju
spełnia zadania klasyfikacji mechanicznej;

−

grawitacyjną, w której otrzymuje się grupy ziaren o tych samych gęstościach, niezaleŜnie
(w pewnych określonych granicach) od ich wymiaru; klasyfikacja hydrauliczna
grawitacyjna jest procesem technologicznym zaliczonym do procesu wzbogacania.

Klasyfikację aerodynamiczną prowadzi się w ośrodku powietrznym lub gazowym
w poziomym lub wznoszącym się strumieniu ośrodka zastosowanego do rozdziału.

Klasyfikację aerodynamiczną dzieli się tak samo jak klasyfikację hydrauliczną na:

−

wymiarową,

−

grawitacyjną, która zaliczona jest równieŜ do procesu wzbogacania.

Wzbogacanie  naleŜy  do  podstawowych  (zasadniczych)  operacji  przeróbczych  w  większości
kopalin  uŜytecznych.  Proces  wzbogacania  prowadzi  się  we  wzbogacalnikach.  Wzbogacanie
materiału  surowego  polega  na  rozdziale  nadawy  na  ziarna  o  z  góry  określonym  tym  samym
składzie  mineralogicznym.  W  wyniku  takiego  rozdziału  otrzymuje  się  co  najmniej  dwa
produkty, a mianowicie: koncentrat – zawierający maksymalną ilość ziaren uŜytecznych, oraz
odpady  –  zawierające  ziarna  o  nieprzydatnym  do  dalszego  uŜytkowania  składzie
mineralogicznym.  W  wielu  przypadkach  w  materiale  surowym  znajdują  się  ziarna  będące
zrostami  ziaren  uŜytecznych  i  płonnych.  JeŜeli  w  procesie  wzbogacania  ziarna  te  ulegają
wyodrębnieniu,  stanowią  one  dodatkowy  produkt  wzbogacania;  produkt  ten  nosi  nazwę
produktu pośredniego lub produktu przejściowego.

Koncentrat  jest  to  zbiór  ziaren  minerału  uŜytecznego  bez  domieszki  ziaren  skały  płonnej.
PoniewaŜ  w  przemysłowym  procesie  wzbogacania,  w  zaleŜności  od  dobranej  technologii
procesu przeróbczego, nie zawsze moŜna otrzymać – w ścisłym tego słowa znaczeniu - czysty
koncentrat,  przeto  odpowiednie  normy  określają  dla  kaŜdego  rodzaju  technologii
wzbogacania  dopuszczalną  zawartość  ziaren  produktu  pośredniego  i  ziaren  skały  płonnej
w koncentracie. Ziarna te stanowią zanieczyszczenie koncentratu.

Produkt pośredni lub przejściowy jest to zbiór ziaren, stanowiących zrosty ziaren minerału
uŜytecznego z ziarnami skały płonnej, przy czym zawartość minerału uŜytecznego w całości
tego produktu jest zbyt  mała, aby nadawał się on do bezpośredniego zuŜycia. RównieŜ i dla
tego  produktu  odpowiednie  normy  technologiczne  określają  dopuszczalną  zawartość  w  nim
ziarna minerału uŜytecznego i skały płonnej.

Odpady  są  to  ziarna  czystej  skały  płonnej.  Odpady  mogą  równieŜ  zawierać  pewne  ilości
ziaren  minerału  uŜytecznego  lub  ziaren  produktu  pośredniego  (w  wyniku  niedokładności
procesu technologicznego lub jego niewłaściwego doboru) - maksymalne ich ilości określają
odpowiednie normy technologiczne; ziarna uŜyteczne i zrosty stanowią straty w odpadach.

Dla kaŜdego materiału surowego, w zaleŜności od jego składu mineralogicznego i

własności przeróbczych, moŜna dobrać taki proces technologiczny oraz takie metody
wzbogacania, które będą gwarantować jak najmniejsze zanieczyszczenie koncentratu i jak
najniŜsze straty minerału uŜytecznego w odpadach.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W technologii procesów wzbogacania wykorzystuje się własności fizyczne

i fizykochemiczne ziaren kopaliny uŜytecznej i ziaren skały płonnej, róŜniące je pomiędzy
sobą i umoŜliwiające dokonanie ich rozdziału.

Do własności tych naleŜy zaliczyć róŜnice:

−

w zabarwieniu i połysku ziaren,

−

w kształcie ziaren i ich wymiarach,

−

współczynnika tarcia ziaren po powierzchni, po której się poruszają,

−

w spręŜystości ziaren,

−

w gęstości ziaren,

−

we własnościach optycznych, elektrycznych i magnetycznych,

−

własności fizykochemicznych powierzchni ziaren,

−

w występujących własnościach chemicznych.
Biorąc za podstawą róŜnice we własnościach fizycznych i fizykochemicznych ziaren

kopaliny uŜytecznej i skały płonnej, opracowano wiele metod technologii ich wzbogacania,
a mianowicie:

−

wzbogacanie ręczne, w którym wykorzystuje się róŜnice w zabarwieniu i połysku ziaren,

−

wzbogacanie wykorzystujące róŜnice kształtu i wymiaru ziaren kopaliny uŜytecznej
i skały płonnej,

−

wzbogacanie wykorzystujące róŜnice współczynnika tarcia,

−

wzbogacanie wykorzystujące róŜnice spręŜystości ziaren spadających na twardą lub
spręŜystą powierzchnię,

−

wzbogacanie grawitacyjne, wykorzystujące róŜnice gęstości ziaren wchodzących w skład
materiału surowego,

−

wzbogacanie wykorzystujące własności elektrostatyczne i magnetyczne składników
kopaliny surowej,

−

wzbogacanie flotacyjne, wykorzystujące róŜnice własności fizykochemicznych
powierzchni ziaren,

−

wzbogacanie wykorzystujące własności optyczne, radiometryczne, biologiczne
i chemiczne składników kopaliny surowej.
Na podstawie podanych juŜ technologii procesów przeróbczych wyróŜnia się:

−

wzbogacanie wstępne w przodkach eksploatacyjnych,

−

wzbogacanie ręczne (w zakładach przeróbczych),

−

wzbogacanie grawitacyjne,

−

wzbogacanie magnetyczne (elektromagnetyczne) i elektrostatyczne,

−

wzbogacanie flotacyjne,

−

inne metody wzbogacania, do których zalicza się wzbogacanie według kształtu i wymiaru
ziaren, róŜnicy współczynnika tarcia, spręŜystości itp., wzbogacanie optyczne,
radiometryczne, ogniowe, biologiczne i chemiczne.

Flotacja  jest  to  wzbogacanie  fizykochemiczne,  czyli  rozdział  materiału  surowego  według
zdolności unoszenia się w ośrodku ciekłym. W procesie tym wzbogaca się ziarna od 5 µm do
1  mm  (w  praktyce  0,5  mm).  Do  rozdziału  wykorzystuje  się  własności  fizykochemiczne
ziarna.

Rozdrabianie  polega  na  pomniejszaniu  wymiaru  ziaren  materiału  surowego  lub  produktów
wzbogacania.  Rozdrabianie  prowadzi  się  w  kruszarkach.  Stosuje  się  je  w  celu  uzyskania
kruszywa o wymaganym wymiarze ziaren lub w celu oddzielenia zrośniętych ziaren minerału
uŜytecznego  od  ziaren  skały  płonnej.  Tę  ostatnią  operację  przeprowadza  się  na  surowej
kopalinie  uŜytecznej  lub  na  produkcie  przejściowym.  Rozdrabianie  surowej  kopaliny

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

uŜytecznej  stosuje  się  wówczas,  gdy  drobne  ziarna  minerału  uŜytecznego  są  wpryśnięte
i rozproszone w masie skały płonnej.

Odwadnianie  jest  to  wydzielanie  wody  z  produktów  wzbogacania  lub  z  innych  produktów,
pochodzących  z  procesów  technologicznych  prowadzonych  na  mokro.  Stopień  odwodnienia
produktów  uzaleŜniony  jest  od  doboru  właściwych  urządzeń  odwadniających  lub  od
wymagań procesu technologicznego; jeŜeli odwadnianie jest zabiegiem międzyoperacyjnym,
to zadaniem tego procesu moŜe być tylko częściowe odwodnienie produktu.

Odpylanie  polega  na  usunięciu  z  nadawy  lub  z  produktów  procesu  przeróbczego  ziaren
najdrobniejszych,  które  mogą  stanowić  w  wielu  operacjach  przeróbczych  ziarno  uciąŜliwe,
zwłaszcza  przy  stosowaniu  mokrych  technologii  przeróbczych.  W  niektórych  przypadkach
odpylanie  ma  na  celu  wydzielenie  najdrobniejszych  ziaren,  stanowiących  gotowy,  końcowy
produkt.

Odmulanie  stosuje  się  wówczas,  gdy  materiał  surowy  lub  produkty  procesu
technologicznego są wilgotne lub mokre i nie ma moŜliwości ich odpylenia.

Rozmywanie jest to operacja, mająca na  celu wymycie skał ilastych z kopalin uŜytecznych,
które  w  stanie  surowym  zanieczyszczone  są  tego  rodzaju  dodatkową  skałą  płonną,
utrudniającą  prowadzenie  procesów  przeróbczych.  Gdy  skała  ilasta  stanowi  jedyne
zanieczyszczenie kopaliny uŜytecznej, wówczas rozmywanie jest operacją główną.

Suszenie  stosuje  się  wówczas,  gdy  odwadnianie  produktów  wzbogacania  jest
niewystarczające, a odbiorcy lub warunki technologiczne dalszego uŜytkowania koncentratów
wymagają  dokładnego  usunięcia  wody  i  wilgoci.  W  operacji  tej  moŜna  uzyskać  produkty
powietrzno-suche.

Brykietowanie  polega  na  formowaniu  z  drobnych  ziaren  koncentratu  zwięzłych  brył
(brykietów) o określonym kształcie i wymiarach. Brykietowaniu podlega wiele koncentratów
kopalin  uŜytecznych,  np.  drobne  klasy  ziarnowe  węgla  kamiennego  i  brunatnego  do  celów
grzewczych lub przeznaczone do chemicznej ich przeróbki, drobne ziarna koncentratów rud –
ze  względu  na  konieczność  usprawnienia  dalszych  procesów  technologicznych  hutniczych
itp. Brykietowania dokonuje się przez prasowanie pod ciśnieniem – w odpowiednich formach
i przy uŜyciu materiału wiąŜącego - drobno uziarnionego materiału.

Peletyzacja  (grudkowanie)  jest  odmianą  procesu  brykietowania,  przy  czym  w  procesie
peletyzacji tworzenie bryłek koncentratu przebiega bez stosowania prasowania bryłek drobno
uziarnionego  materiału.  Formowanie  bryłek  zapoczątkowane  jest  powstawaniem  tzw.
zarodków,  utworzonych  z  drobnych  ziaren  wilgotnego  materiału  powiązanych  ze  sobą
mostkami  wodnymi.  Zarodki  powstają  w  obrotowych  grudkownikach  zasilanych  drobno
uziarnionym wilgotnym materiałem. W czasie toczenia się zarodków następuje ich stopniowe
powiększanie  się  przez  przywieranie  do  ich  powierzchni  dalszych  ziaren  wilgotnego
materiału, ich zgęszczanie się, aŜ do przybrania kształtu zwartej kulistej bryłki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Co to jest przeróbka mechaniczna?

Co to jest kopalina uŜyteczna?

Jakie znasz operacje przeróbcze?

Jakie znasz operacje przeróbcze główne?

Co to jest klasyfikacja hydrauliczna?

Co to jest wzbogacanie?

Co to jest flotacja?

Co to jest rozdrabianie?

Co to jest odwadnianie?

10.

Co to jest odpylanie?

11.

Co to jest klasa ziarnowa?

12.

Jakie znasz sortymenty węgla?

13.

Co to jest koncentrat, produkt pośredni, odpady?

14.

Co to jest brykietowanie?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dopasuj definicję do opisu operacji przeróbczej.

Sposób wykonania ćwiczenia.

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,

odszukać w materiałach dydaktycznych definicje dotyczące przeróbki kopalin,

zapamiętać definicje,

rozpoznać charakteryzowane przez nauczyciela operacje przeróbcze,

opisać rozpoznane operacje.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania,

−

poradnik dla ucznia,

−

materiały dydaktyczne,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela procesy przeróbcze.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji,

dokonać analizy procesów przeróbczych na podstawie opisów,

rozpoznać i sklasyfikować operację,

opisać operacje przeróbcze.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania,

−

poradnik dla ucznia,

−

materiały dydaktyczne,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

omówić rodzaje klasyfikacji kopalin?

opisać technologię procesu wzbogacania?

rozróŜniać operacje główne, pomocnicze i usługowe?

zdefiniować operacje przeróbcze?

opisać wzbogacanie fizykochemiczne?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Klasyfikacja mechaniczna, hydrauliczna i aerodynamiczna

4.2.1. Materiał nauczania

Podstawowe wiadomości o klasyfikacji mechanicznej

Materiał surowy wydobyty w kopalni stanowi zbiór ziaren o wymiarach od

najdrobniejszego  pyłu  do  ziaren  o  duŜych  rozmiarach,  niekiedy  dochodzących  nawet  do
500  mm.  Materiał  ten  jest  równocześnie  w  większym  lub  w  mniejszym  stopniu
zanieczyszczony  skałą  płonną  równieŜ  o  podobnym  uziarnieniu.  Kopalina  uŜyteczna
wydobyta  w  tej  postaci  –  niezaleŜnie  od  swej  wartości  uŜytkowej  –  nie  nadaje  się  ani  do
bezpośredniego uŜytkowania, ani do bezpośredniego wzbogacania.

Materiał surowy naleŜy zatem uprzednio przygotować przez jego podział na grupy ziaren

określone w projekcie technologicznym.

Przesiewanie prowadzi się na przesiewaczach wyposaŜonych w jedno lub kilka sit

roboczych. Sita, w najprostszym swym wykonaniu, są to blachy stalowe z wytłoczonymi
otworami okrągłymi, kwadratowymi lub o innym kształcie, rozmieszonymi równomiernie na
całej powierzchni blachy.

Podczas przesiewania materiału na sicie wyposaŜonym w jedno sito robocze otrzymuje

się dwa produkty, a mianowicie:

−

górny (odsiew),którego wszystkie ziarna mają wymiar większy od wymiaru roboczego
otworów w sicie,

−

dolny (przesiew), którego wszystkie ziarna mają wymiar mniejszy od wymiaru roboczego
otworów w sicie.
Przesiewanie moŜe być operacją:

−

główną, jeŜeli produkty przesiewania nadają się do bezpośredniego skierowania do zbytu,
a więc stanowią gotowe produkty handlowe,

−

przygotowawczą, w przypadku gdy otrzymane klasy ziarnowe kierowane są do dalszych
operacji przeróbczych,

−

uzupełniającą, jeŜeli przesiewa się produkty wzbogacania lub produkty końcowe, które
wymagają usunięcia nadziarna lub podziarna.
W przypadku przesiewania materiału surowego lub produktów wzbogacania na kilku

sitach stosuje się róŜne układy sit, uporządkowane według wymiarów otworów. Układ sit
według wymiarów otworów wynika z załoŜeń procesu technologicznego lub wymagań rynku
zbytu.

Dokładność przesiewania nie zawsze jest dostatecznie wysoka i część ziaren drobnych

zawsze pozostaje w produkcie górnym. JeŜeli się załoŜy, Ŝe wydajność przesiewacza dobrano
prawidłowo do ilości podawanego na przesiewacz materiału w jednostce czasu, to
przyczynami małej dokładności procesu mogą być:

−

niekorzystny okresowy skład ziarnowy nadawy, w której znajduje się nadmierna ilość
ziaren drobnych i najdrobniejszych, lub fakt, Ŝe przy projektowaniu procesu przesiewania
nie przewidziano pogorszenia się składu ziarnowego;

−

nadmierna wilgotność powierzchniowa nadawy, która szczególnie niekorzystnie wpływa
na efekt przesiewania ziaren drobnych, powodując ich sklejanie się oraz oklejanie
otworów sit bardzo drobnymi ziarnami (mułem); bardzo częstym zjawiskiem w takim
przypadku jest przyklejanie się ziaren drobnych i bardzo drobnych do powierzchni ziaren
grubych i przechodzenie ich w ten sposób do produktu górnego;

−

kształt ziaren, a więc występowanie w nadawie ziaren w kształcie płytek lub słupków,
które z trudnością przechodzą przez kwadratowe lub okrągłe otwory sita;

−

znaczna ilość ziaren o wymiarze bardzo zbliŜonym do wymiaru otworów, które bardzo

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

często wpadają częściowo w otwory sita, klinują je i w ten sposób przerywają proces
przesiewania; zjawisko to występuje szczególnie przy przesiewaniu materiału na
przesiewaczach o mało energicznym wstrząsaniu przesiewanym materiałem.

Analizą  sitową  nazywa  się  badania  składu  ziarnowego  materiału  surowego  lub  produktów
wzbogacania.  Analizę  sitową  przeprowadza  się  na  specjalnych  sitach  uporządkowanych
kolejno  od  sit  o  otworach  największych  do  najmniejszych.  Kolejność  wymiarów  otworów
ustala  technolog  w  zaleŜności  od  rodzaju  kopaliny  uŜytecznej,  wymiaru  największych
i najmniejszych ziaren w tym materiale i przeznaczenia wykonywanej analizy sitowej.

Proces  przesiewania  materiału  przez  otwory  sita  roboczego  będzie  przebiegał  w  sposób
prawidłowy,  jeŜeli  materiał  załadowany  na  początek  sita  roboczego  będzie  poruszał  się  po
jego powierzchni równomierną warstwą, na całej jego szerokości, a kaŜde ziarno znajdujące
się  w  dowolnym  miejscu  w  tej  warstwie  będzie  mogło  znaleźć  się  na  powierzchni  sita.
Wówczas  ziarna  o  wymiarze  mniejszym  od  wymiaru  otworów  będą  mogły  przez  te  otwory
przejść  do  produktu  dolnego.  Zatem  dla  zapewnienia  ruchu  ziarna  przesiewanego  materiału
konieczne jest wywołanie ruchu warstwy tego materiału.

Ruch materiału po powierzchni roboczej sita moŜe być wywołany:

−

nachyleniem powierzchni roboczej sita pod kątem większym od kąta tarcia
przesiewanego materiału po jego powierzchni;

−

ruchem elementów stanowiących sito, mogą to być np. ruchome rusztowiny
w przesiewaczach rusztowych,

−

ruchem skrzyni sitowej, który jest wywołany urządzeniem napędowym połączonym ze
skrzynią sitową łącznikami, układem dźwigni lub urządzeniem napędowym
wbudowanym w skrzynię sitową,

−

ruchem samego sita roboczego (drganiami) przy nieruchomej skrzyni sitowej.
Drgania skrzyni sitowej – sita lub ruch elementów tworzących sito ma nie tylko zapewnić

ruch postępowy przesiewanego materiału po powierzchni roboczej sita, a tym samym ciągłość
procesu przesiewania, ale równieŜ umoŜliwić takŜe rozluzowanie warstwy przesiewanego
materiału, aby wszystkie ziarna o wymiarze mniejszym od wymiaru otworów w sicie
roboczym mogły przemieścić się z wyŜszych warstw przesiewanego materiale ku dołowi – na
powierzchnię roboczą sita – i przejść przez jego otwory.

Ruch skrzyni sitowej przesiewacza moŜe być:

−

wahadłowy podłuŜny lub poprzeczny,

−

wahadłowy róŜnicowy,

−

kołowy w płaszczyźnie pionowej,

−

kołowy w płaszczyźnie poziomej,

−

kołowo-wahadłowy,

−

wibracyjny,

−

obrotowy (ruch obrotowy całego przesiewacza),
Ruch sita roboczego moŜe być:

−

wibracyjny,

−

prostoliniowy ciągły.

Sita robocze

Powierzchnię roboczą przesiewaczy, na której przebiega proces przesiewania, stanowią

sita. Otwory sita mają jednakowe wymiary oraz kształt i są równomiernie rozmieszczone na
całej jego powierzchni. O przydatności sita do celów przemysłowych decyduje współczynnik
prześwitu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Współczynnik  prześwitu jest to stosunek powierzchni wszystkich otworów do powierzchni
całego sita. W praktyce stwierdzono, Ŝe przy tej samej wielkości otworów, przy wzrastającym
współczynniku  prześwitu  (przy  zwiększającym  się  zagęszczeniu  otworów  na  jego
powierzchni)  wzrasta  ilość  przesianego  materiału  z  jednostki  powierzchni  sita  (1  m

)

w jednostce czasu (1 h).

Sita, ze względu na ich rozwiązanie konstrukcyjne oraz tworzywo słuŜące do ich

wykonania, dzieli się na:

−

dziurkowane z blachy stalowej,

−

dziurkowane gumowe,

−

dziurkowane z tworzyw sztucznych,

−

plecione i tkaniny sitowe,

−

szczelinowe,

−

szczelinowe rusztowe i sita rusztowe,

−

innych typów.

Przesiewacz  jest  to  maszyna  przeróbcza,  w  której  wprawiane  jest  w  ruch  sito  w  celu
mechanicznego  rozdziału  materiału  sypkiego  na  grupy  ziaren  (klasy,  sortymenty)
uwarunkowanego wymiarami otworów sita lub sit. Przesiewacz musi być tak zaprojektowany,
zbudowany  i  zamontowany  aby  były  stworzone  najbardziej  korzystne  warunki  do  przejścia
ziaren przesiewanych przez sito.

Zastosowanie przesiewaczy:

−

róŜnorakie przesiewanie (klasyfikacja wstępna, operacja pomocnicza, klasyfikacja
ostateczna),

−

przesiewanie ziaren w pełnej gamie wymiarów,

−

przesiewanie w róŜnym stanie technologicznym materiału (suchy, mokry),

−

odwadnianie,

−

odmulanie,

−

odpylanie,

−

w laboratoriach do analizy sitowej.

Pod względem rozwiązań konstrukcyjnych przesiewacze dzieli się na:

−

rusztowe o rusztowinach nieruchomych i ruchomych,

−

płaskie, które z kolei dzielą się na przesiewacze:
a)

ruchu wahadłowym,

ruchu kołowym i kołowo-wahadłowym,

wstrząsane,

wahadłowe zrównowaŜone (szybkobieŜne) o zrównowaŜonych masach drgających,

rezonansowe,

wibracyjne,

–

bębnowe,

–

taśmowe,

–

innych typów.

Klasyfikacja hydrauliczna
Zasady klasyfikacji hydraulicznej

Podział materiału surowego na klasy ziarnowe lub produktów procesów przeróbczych na

sortymenty,  o  określonych  z  góry  (załoŜonych  w  procesie  technologicznym)  granicznych
wymiarach  ziaren,  przeprowadza  się  w  zasadzie  na  przesiewaczach  wyposaŜonych  w  sita
robocze  o  określonych  wymiarach  otworów.  Przesiewacze  są  podstawową  maszyną
technologiczną  stosowaną  do  tego  celu,  nie  mniej  jednak  dla  podziału  materiału  o  bardzo

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

małym uziarnieniu – mniej więcej o wymiarze ziaren poniŜej 1,0 mm - proces przesiewania
jest  mniej  dokładny  i  mniej  skuteczny,  a  przy  znacznych  ilościach  materiału  wymagałby
zainstalowania  duŜej  liczby  przesiewaczy.  Poza  tym  w  przypadku  konieczności
rozklasyfikowania  materiału  bardzo  drobnego,  pochodzącego  z  mokrych  procesów
przeróbczych,  wymagałoby  to  doprowadzenia  do  procesu  dodatkowych  ilości  wody  oraz
urządzeń do usuwania jej nadmiaru.

Podział materiału na odpowiednio dobrane klasy ziarnowe moŜna równieŜ przeprowadzić

w  strudze  płynącej  wody  lub  innej  cieczy,  a  nawet  -  dla  materiałów  suchych  –  w  strudze
powietrza  lub  innego  gazu,  poruszającej  się  z  odpowiednią  prędkością.  Gdy  dobierze  się
odpowiednią  prędkość  strugi  płynącej  cieczy  lub  gazu,  wówczas  na  ziarna  wprowadzone  do
niej  będzie  działał  układ  dwu  podstawowych  sił;  jedną  z  tych  sił  jest  siła  cięŜkości  ziarna,
która  –  działając  w  kierunku  ku  dołowi  –  będzie  powodowała  jego  opadanie,  druga  siła  –
wynikająca z prędkości płynącej strugi, będzie starała się unosić ziarna zgodnie z kierunkiem
swego ruchu.

NiezaleŜnie od działania wspomnianego układu dwu sił podstawowych, na opadające

ziarna działa dodatkowo siła przeciwstawiająca się ich ruchowi ku dołowi – jest to siła oporu
ośrodka, w którym ziarno opada, a więc wody (lub innej cieczy) lub gazu (powietrza). Siła ta
hamuje  opadanie  ziaren  w  ośrodku.  Stąd  wniosek,  Ŝe  prędkość  opadania  ziaren  w  płynącej;
strudze  wody  lab  gazu  (powietrza)  będzie  prędkością  wypadkową  pomiędzy  prędkością
opadania  ziaren  w  ośrodku  statycznym  –  nie  poruszającym  się  –  wodnym  lub  gazowym
a prędkością ruchu strugi tego ośrodka.

Siła cięŜkości ziarna zaleŜy od jego masy i wymiaru. Zatem wielkość tej siły będzie

róŜna  dla  ziaren  o  tej  samej  masie  i  róŜnych  ich  wymiarach  oraz  dla  ziaren  o  róŜnej  masie,
przy  czym  dalszym  wskaźnikiem  określającym  siłę  cięŜkości  dla  tego  ostatniego  przypadku
będzie równieŜ róŜnica w wymiarach tych ziaren. Przy tych samych wymiarach granicznych
klasy  ziarnowej  skierowanej  do  rozdziału  w  płynącej  strudze  ośrodka  moŜna  dokonać  jej
podziału  na  co  najmniej  dwie  klasy  ziarnowe,  regulując  odpowiednio  prędkość  ruchu  tej
strugi.  Odpowiednio  zwiększając  lub  zmniejszając  prędkość  strugi  ośrodka  moŜna
równocześnie zmieniać wymiary graniczne otrzymywanych klas ziarnowych.

Rozdział materiału na określone wymiarami grupy ziaren (klasy ziarnowe) w ośrodku

wodnym lub gazowym nosi ogólną nazwę klasyfikacji hydraulicznej. JeŜeli klasyfikacja ta
przebiega w ośrodku wodnym, to nosi ona nazwę klasyfikacji hydraulicznej wodnej.

W przypadku gdy rozdział ten prowadzony jest w ośrodku powietrznym, określa się go

jako klasyfikację hydrauliczną powietrzną. W nomenklaturze przeróbczej przyjęto określenia
bardziej uściślone, a mianowicie klasyfikację przebiegającą w ośrodku ciekłym nazywa się
klasyfikacją hydrauliczną, a prowadzoną w ośrodku gazowym (powietrze, gaz) nosi nazwę
klasyfikacji aerodynamicznej.

Podział materiału na grupy ziaren o określonych wymiarach przebiega prawidłowo, jeŜeli

ziarna te mają praktycznie ten sam skład mineralogiczny i tę samą gęstość. W przypadku gdy
do  klasyfikacji  skieruje  się  nadawę  składającą  się  z  ziaren  o  róŜnym  składzie
mineralogicznym,  a  więc  o  róŜnych  gęstościach,  rozdziału  materiału  dokonuje  się  przede
wszystkim  według  gęstości  tych  ziaren,  a  ich  podział  według  wymiarów  –  w  ograniczonym
zakresie dla ziaren jednorodnych – jest zjawiskiem wtórnym.

Klasyfikację hydrauliczną moŜna zastosować do:

−

rozdziału  nadawy  na  klasy  ziarnowe,  przy  czym  prędkość  opadania  tych  ziaren  zaleŜeć
będzie  od  wymiarów  tych  ziaren;  proces  ten  nosi  nazwę  klasyfikacji  hydraulicznej
wymiarowej  i  jest  odpowiednikiem  przesiewania  mechanicznego;  dokładność  podziału
ziaren  przy  klasyfikacji  hydraulicznej  wymiarowej  uzyskuje  się  przez  ścisłe
dostosowanie  kolejno  zmniejszających  się  prędkości  przepływającego  strumienia  wody
obciąŜonego  nadawą;  miernikiem  wymiarowości  poszczególnych  klas  ziarnowych  jest

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

prędkość opadania ziaren w płynącym strumieniu wody, przy czym wymiarowość danej
klasy zaleŜy od prędkości tegoŜ strumienia na odcinku osadzania się danej klasy;

−

rozdziału  ziaren  na  grupy  o  róŜnych  ich  gęstościach,  a  zatem  i  o  róŜnym  składzie
mineralogicznym,  przy  czym  prędkość  opadania  ziaren  zaleŜy  głównie  od  ich  gęstości,
pośrednio  natomiast  od  ich  wymiaru;  proces  ten  nosi  nazwę  klasyfikacji  hydraulicznej
grawitacyjnej  i  jest  odpowiednikiem  procesu  wzbogacania;  w  tym  przypadku  podział
materiału  surowego  na  frakcje  róŜniące  się  pomiędzy  sobą  gęstościami  będzie
uzaleŜniony  od  prędkości  strumienia  wody;  przy  określonej  maksymalnej  prędkości
strumienia  wydzielać  się  będą  ziarna  o  największej  gęstości,  a  przez  stopniowe
zmniejszanie  tej  prędkości  –  w  określonych  odcinkach  jego  przepływu  -  wydzielać  się
będą  ziarna  o  stopniowo  zmniejszającej  się  gęstości;  umoŜliwia  to  podział  materiału
surowego  na  koncentrat  lub  koncentraty,  w  przypadku  kopaliny  wieloskładnikowej,  na
produkt pośredni (przejściowy) i odpady.

W zbiorze ziaren kierowanych do klasyfikacji hydraulicznej grawitacyjnej mogą

znajdować się ziarna o róŜnych gęstościach, których prędkość opadania będzie taka sama.
Będą to ziarna małe o duŜej gęstości i ziarna duŜe o małej gęstości. Ziarna tego rodzaju,
mające jednakową prędkość opadania, nazywa się ziarnami równopadającymi.

Ziarna róŜniące się pomiędzy sobą gęstościami będą opadać z jednakową prędkością

wówczas, gdy będzie zachowany odpowiedni stosunek pomiędzy ich średnicami. MoŜna więc
wyprowadzić wniosek, Ŝe wartością współczynnika równopadania będzie przede wszystkim
stosunek średnic dwu ziaren o róŜnych gęstościach, których prędkość końcowa opadania
będzie jednakowa.

Opadanie swobodne ziaren występuje wówczas, gdy opadające ziarna znajdują się

w takich odległościach pomiędzy sobą, Ŝe zaburzenia ośrodka wywołane ruchem ziaren nie
wpływają na ruch opadającego ziarna w najbliŜszym sąsiedztwie.

JeŜeli odległości pomiędzy opadającymi ziarnami ulegają zmniejszeniu w takim stopniu,

e zaburzenia ośrodka wywołane ich ruchem oddziałują na wszystkie opadające ziarna, to

opadanie ich następuje w warunkach skrępowanych (opadanie skrępowane).

W warunkach opadania skrępowanego wzrasta siła stopniowo zmniejszająca prędkość

ruchu ziarna i tym samym maleje jego prędkość końcowa. Na podstawie badań stwierdzono,
Ŝ

e oddziaływanie to jest praktycznie takie samo, jak gdyby wzrosła gęstość ośrodka.

W przypadku opadania ziaren w wodzie gęstość ta jest większa od jedności i równa się
ś

redniej gęstości mieszaniny wody i opadających w niej ziaren.

Wykorzystując tę zaleŜność moŜna w wielu przypadkach w sposób celowy zwiększyć

stopień skrępowania opadających ziaren dla zwiększenia skali klasyfikacji przy zachowaniu
warunków prawidłowego ich rozdziału.

Aby przebieg procesu klasyfikacji grawitacyjnej był prawidłowy, konieczne jest

usunięcie z nadawy wszystkich ziaren równopadających. Znając skład ziarnowy nadawy oraz
gęstość ziarna, moŜna obliczyć wymiary ziaren równopadających. Po ich określeniu naleŜy
nadawę odpowiednio rozsortować na przesiewaczach i do klasyfikacji grawitacyjnej
skierować klasę ziarnową nie zawierającą ziaren równopadających.

Przy załoŜeniu, Ŝe ziarno opada w ośrodku nie stawiającym oporu temu ruchowi,

stwierdzić moŜna, Ŝe ciało pod działaniem siły cięŜkości lub innych sił przyłoŜonych do tego
ziarna poruszać się będzie ze stałym przyspieszeniem dowolnie długo. PoniewaŜ
w rzeczywistości nie spotyka się takich ośrodków, przeto przypadki takie zakłada się tylko
w celu rozpatrywania uproszczonych dowodów matematycznych.

Wszelkiego rodzaju ciecze, a nawet rozrzedzony gaz, stawiają opór poruszającym się

w nich ciałom. Opór ośrodka jest równy zeru w przypadku, gdy ciało pozostaje w spokoju,
a róŜny od zera w momencie, gdy ciało rozpoczyna ruch. Opór ośrodka jest zatem funkcją
prędkości i powoduje zmniejszanie prędkości opadania ziaren.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

JeŜeli siła wynikająca z wielkości oporu ośrodka jest niezmienna w swej wielkości

i  jednocześnie  działa  w  kierunku  przeciwnym  do  wszystkich  sił  przyłoŜonych  do  ziarna
i  poruszających  opadające  ziarno,  to  przyspieszenie  jego  jest  równe  zeru,  a  prędkość  jego
ruchu  jest  stała.  Ziarno  rozpoczynające  opadanie  w  dowolnym  ośrodku  uzyskuje  swoją
końcową prędkość opadania dopiero po pewnym czasie swego ruchu.
Prędkość ta określana jest jako prędkość końcowa lub maksymalna i zaleŜy od:

−

fizycznych własności ziarna, takich jak np. gęstość, kształt ziarna, wymiar, charakter jego
powierzchni,

−

fizycznych własności ośrodka, jego gęstości, lepkości itp.,

−

sił wywołujących ruch ziarna.
Jedną z podstawowych zalet klasyfikacji hydraulicznej jest samoczynność przebiegu

procesu  rozdziału  bez  konieczności  stosowania  urządzeń  mechanicznych  jako  głównych
elementów  koniecznych  do  przebiegu  tego  procesu.  Klasyfikację  hydrauliczną,  moŜna  poza
tym  stosować  do  rozdziału  materiału  drobno  uziarnionego  niezaleŜnie  od  stopnia  jego
zawilgocenia,  a  przy  odpowiednim  dobraniu  prędkości  strumienia  wody  i  konstrukcji
klasyfikatora  moŜna  ją  równieŜ  stosować  do  rozdziału  ziaren  o  wymiarze  do  100  mm  –
głównie jako klasyfikację hydrauliczną grawitacyjną.

Główny podział klasyfikatorów jest następujący:

−

klasyfikatory opadania swobodnego,

−

klasyfikatory hydrauliczne odśrodkowe.
Klasyfikatory opadania swobodnego dzieli się na:

−

korytowe,

−

stoŜkowe,

−

mechaniczne,

−

o wznoszącym się ruchu wody,

−

o złoŜonym przepływie wody.

Klasyfikatory  hydrauliczne  konstruuje  się  jako  urządzenia  pojedyncze  dwuproduktowe.
Klasyfikatory pojedyncze mogą pracować w układzie szeregowym i wówczas stanowią układ
wieloproduktowy.  Buduje  się  równieŜ  klasyfikatory  wieloproduktowe  złoŜone  z  szeregu
kolejnych  przedziałów,  z  których  otrzymuje  się  klasy  ziarnowe  o  róŜnych  granicznych
wymiarach ziaren.

Klasyfikacja hydrauliczna jako jeden z procesów przeróbczych spełnia określone zadanie

technologiczne  załoŜone  w  pełnym  szerokim  projekcie  technologicznym  przeróbki  kopaliny
uŜytecznej,  w  którym  niejednokrotnie  stanowi  bardzo  waŜny  węzeł.  W  związku  z  tym
technolog  ustala  konieczne  warunki  przebiegu  procesu,  jego  kolejności  w  układzie  pełnego
procesu  przeróbczego,  warunki  jakościowe  otrzymywanych  produktów,  ich  uziarnienie  itp.
w zaleŜności od potrzeb ostatecznych wyników wzbogacania.

Określenie kolejności przebiegu procesów klasyfikacji dotyczy w szczególności liczby

i układu klasyfikatorów szeregowych.

Zespół klasyfikatorów moŜe tworzyć jeden z trzech podstawowych układów:

−

układ  normalny  (rys.  1a),  w  którym  kolejne  klasyfikatory  pojedyncze  mają  wzrastające
wymiary,  w  wyniku  czego  prędkość  ruchu  strumienia  wody  stopniowo  maleje;
w  układzie  tym  otrzymuje  się  kolejne  klasy  ziarnowe  o  malejących  wymiarach  ziaren
granicznych;  produkty  klasyfikacji  otrzymuje  się  w  wylewie  kaŜdego  klasyfikatora,
a kolejne przelewy unoszą produkty przejściowe do następnych klasyfikatorów;

−

układ odwrotny (rys. 1b), w którym kolejno po sobie pracujące klasyfikatory mają
stopniowo zmniejszające się wymiary, w wyniku czego wzrasta prędkość przepływu
strumienia wody w kaŜdym następnym klasyfikatorze; w układzie tym gotowe produkty

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

klasyfikacji otrzymuje się w przelewach klasyfikatorów, z wylewów natomiast otrzymuje
się produkty przejściowe kierowane kolejno do następnych klasyfikatorów;

−

układ mieszany (rys.1c) utworzony z dwu lub więcej zespołów klasyfikatorów
uporządkowanych według układu normalnego.

Rys. 1. Podstawowe układy klasyfikatorów [1, T. I, s. 176]

Klasyfikacja hydrauliczna w zespole przeróbczych procesów technologicznych moŜe

mieć charakter:

−

operacji  głównej, w wyniku której otrzymuje się gotowe klasy ziarnowe (sortymenty) lub
gotowe  produkty  klasyfikacji  hydraulicznej  grawitacyjnej;  przykładem  takiej  operacji  jest
szlamowanie kredy (w której otrzymuje się klasy ziarnowe o bardzo drobnym uziarnieniu),
klasyfikacja  piasków  kwarcowych,  klasyfikacja  wymiarowa  oraz  grawitacyjna  mułów
węglowych w celu uzyskania uŜytecznego węgla drobno uziarnionego;

−

operacji  przygotowawczej,  którą  stosuje  się  w  celu  przygotowania  odpowiednio
uziarnionej  nadawy  do  wzbogacania  np.  na  stołach  koncentracyjnych,  we  flotownikach
itp.;  klasyfikacja  hydrauliczna  jako  operacja  przygotowawcza  jest  szeroko  stosowana
w  procesie  rozdrabiania  miałkiego  rud  i  kopalin  nie  rudnych  jako  operacja  słuŜąca  do
rozdziału  kruszywa  na  produkt  dostatecznie  rozdrobiony  kierowany  do  wzbogacania
i kruszywa niedostatecznie rozdrobionego powracającego do rozdrabiania wtórnego;

−

operacji  uzupełniającej,  gdy  stosuje  się  ją  w  procesach  przeróbczych,  wymagających
wydzielenia  określonej  klasy  ziarnowej  jako  produktu  gotowego  lub  produktu
uciąŜliwego w danym procesie.
Klasyfikatory  hydrauliczne  znajdują  szerokie  zastosowanie  do  wydzielania  grubo

uziarnionych  mułów  w  procesie  wzbogacania  węgla  i  innych  kopalin  uŜytecznych  oraz  do
oczyszczania roboczej wody płuczkowej.

Klasyfikatory opadania swobodnego
Klasyfikatory  korytowe  stosuje  się  do  rozdziału  i  osadzania  ziaren  najdrobniejszych.
Klasyfikator  korytowy  skonstruowany  jest  w  kształcie  nieznacznie  nachylonego  koryta
o  równomiernie  zwiększającej  się  szerokości  lub  w  postaci  odcinków  koryta  o  stopniowo
zwiększonej  szerokości,  połączonych  pomiędzy  sobą  progami  przelewowymi.  Dno  koryta
klasyfikatora  ukształtowane  jest  w  postaci  szeregu  czworobocznych  ostrosłupów
o  zwiększającym  się  przekroju,  dostosowanym  do  szerokości  koryta  na  tym  odcinku;
ostrosłupy te są odbieralnikami osadzających się ziaren.

Klasyfikator  Rittingera  (rys.  2).  Klasyfikator  skonstruowany  jest  w  postaci  szeregu
pojemników  ostrosłupowych  zwróconych  wierzchołkami  ku  dołowi.  Pojemniki  są
uporządkowane

swymi

wzrastającymi

przekrojami

według

normalnego

układu

klasyfikacyjnego.

Kolejne pojemniki połączone są nachylonymi progami przelewowymi, których szerokość

na wlocie odpowiada szerokości pojemnika poprzedniego, a na wylocie dostosowana jest do
szerokości następnego pojemnika. Nadawę doprowadza się równomiernym strumieniem do

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

koryta  zasilającego  1,  na  całą  jego  szerokość,  w  ilości  gwarantującej  przepływ  nadawy
strumieniem  o  wysokości  nie  przekraczającej  kilku  milimetrów.  Na  kaŜdym  odcinku
klasyfikującym  2,  3,  4  i  5  prędkość  strumienia  wody  jest  stała,  co  umoŜliwia  wydzielenie
ziaren  o  ustalonej  wymiarowo  klasie  ziarnowej.  Prędkość  strumienia  maleje  na  kolejnych
progach przelewowych 6, 7 i 8, uzyskując Ŝądaną prędkość na wpływie do kaŜdego kolejnego
odcinka klasyfikującego. Osadzone w pojemnikach klasyfikatora klasy ziarnowe odbierane są
rurami  syfonowymi  9  umocowanymi  do  wylotów  10.  Rury  syfonowe  podają  zagęszczony
materiał  do  koryt  odbiorczych  11.  Najdrobniejsza  klasa  ziarnowa  wraz  z  wodą  roboczą
odbierana jest przelewem 12.

Stosunek wymiarów kolejnych pojemników klasyfikatora wynosi:

: B

= 1 : 2 : 3 : 4 : 8

: L

= 1 : 6 : 9 : 12 : 15

Rys. 2. Klasyfikator Rittingera [1, T. I, s. 179]

Klasyfikatory stoŜkowe, pracujące na zasadzie opadania swobodnego, słuŜą do podziału
nadawy na dwie klasy ziarnowe, przy czym bardzo często są stosowane do wydzielania
w przelewie ziaren bardzo drobnych (proces odmulania).

Na rys. 3 przedstawiono uproszczony schemat pracy klasyfikatora stoŜkowego. Nadawę

do klasyfikatora, skonstruowanego w kształcie odwróconego stoŜka, podaje się centralną rurą
zasilającą 1, zabudowaną w geometrycznej osi klasyfikatora. Woda wypływa z rury centralnej
zanurzonej  pod  zwierciadłem  cieczy  wypełniającej  klasyfikator  i  rozpływa  się  promieniowo
w  kierunku  zewnętrznej  krawędzi  przelewowej.  Prędkość  rozpływającego  się  strumienia
bardzo  szybko  maleje,  wskutek  zwiększającego  się  przekroju  przepływu.  Odpowiednio  do
malejącej prędkości przepływu ziarna grubsze opadają na dno stoŜka, skąd są odprowadzane
przez  zawór  2.  Ziarna  drobne,  unoszone  strumieniem  wody,  przepływają  przez  krawędź
przelewową do pierścieniowej rynny 3, z której odprowadzane są na zewnątrz klasyfikatora.

Rys. 3. Klasyfikator stoŜkowy [1, T. I, s. 181]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Klasyfikatory mechaniczne

Przebieg rozdziału materiału w klasyfikatorach mechanicznych jest praktycznie taki sam

jak  w  klasyfikatorach  korytowych.  Określenie  „mechaniczny"  dotyczy  jedynie  sposobu
odprowadzania  z  klasyfikatora  osadzonych  ziaren.  Klasyfikatory  mechaniczne  stosuje  się
wówczas,  gdy  z  materiału  naleŜy  wydzielić  znaczną  ilość  ziaren  grubych  przy  niewielkim
wychodzie  ziaren  drobnych,  przy  czym  w  procesie  klasyfikacji  naleŜy  zabezpieczyć
jednakowe uziarnienie materiału odbieranego przelewem klasyfikatora.

Na rys.4 przedstawiono schematycznie strefy osadzania się materiału w klasyfikatorze

mechanicznym.  W  strefie  I  –  na  samym  dnie  klasyfikatora  –  układa  się  warstwa  materiału
o największym wymiarze ziaren, która jest częściowo wygarniana z klasyfikatora, przy czym
pozostająca cienka warstwa osadzonych ziaren stanowi ochronę dna przed ścieraniem. Ziarna
o  największym  wymiarze  osadzają  się  w  strefie  II  i  są  one  w  sposób  ciągły  wygarniane
z  klasyfikatora  do  wylewu  C.  Ruch  urządzenia  wygarniającego  powoduje  rozluzowanie
osadzonych  ziaren  w  strefie  II  i  przy  ograniczonym  ruchu  wody  wypełniającej  koryto
klasyfikatora  umoŜliwia  dodatkowe  wydzielenie  ziaren  drobnych  osadzonych  przypadkowo
w masie opadających ziaren grubszych i odprowadzenie ich z klasyfikatora. Strefa III stanowi
mieszaninę  wody  i  materiału,  znajdującą  się  w  pewnym  stanie  równowagi  wskutek  stałego
ruchu ziaren w granicach tej strefy. Ma ona charakter cieczy cięŜkiej zawiesinowej o gęstości
zwiększającej się w kierunku dna koryta.

Rys. 4. Schemat pracy klasyfikatora korytowego [1, T. I, s. 185]

Nadawa doprowadzana w sposób ciągły korytem A przepływa przez obszar strefy IV,

w której następuje opadanie ziaren grubszych i przechodzenie ich do strefy III. Ziarna drobne,
o  wymiarze  ustalonym  prędkością  przepływającego  strumienia  wody,  odprowadzane  są
z  klasyfikatora  przelewem  B.  Wielkość  strefy  III  jest  stała  przy  prawidłowej  pracy
klasyfikatora  i  równomiernej  ilości  doprowadzanej  nadawy  oraz  stałym  zagęszczeniu  części
stałych  w  wodzie.  Nierównomierne  zasilanie  klasyfikatora  powoduje  zmiany  wielkości  tej
strefy  i  zaburzenia  w  jego  pracy,  przejawiające  się  zmianą  wymiaru  ziarna  podziałowego,
wynikającą ze zmiany prędkości przepływu strugi wody w strefie IV.

Klasyfikator  mechaniczny  dwuzwojowy  (rys.  5)  wyposaŜony  jest  w  dwa  przenośniki
ś

limakowe. Przenośniki ślimakowe 1 i 2 pracują w dwu korytach 3 oddzielonych od siebie

niską przegrodą. Nadawę do klasyfikatora podaje się wspólnym wlotem 4. Przenośniki
ś

limakowe podnoszone są windami hydraulicznymi 5. Przelew z klasyfikatora odbierany jest

do koryta 6, z którego odpływa przez króćce 7. Przenośniki ślimakowe napędzane są
odrębnymi silnikami 8 i 9 poprzez przekładnie redukcyjne 10 i 11. Dodatkową wodę
doprowadza się przewodami 12 w górnej części koryta.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 5. Klasyfikator mechaniczny dwuzwojowy [1, T. I, s. 190]

Klasyfikatory o wznoszącym się ruchu wody

Do rozdziału materiału na klasy ziarnowe o uziarnieniu nadawy w granicach od 0,2 do

2,0  (3,0)  mm  stosuje  się  klasyfikatory  hydrauliczne,  pracujące  przy  wznoszącym  się
strumieniu  wody  roboczej.  Rozdział  ziaren  w  klasyfikatorach  tego  rodzaju  przebiegać  moŜe
w warunkach opadania swobodnego lub skrępowanego.

Klasyfikator hydrauliczny o wznoszącym się ruchu wody typu Lavodune (rys. 6)

Do kolumny klasyfikacyjnej 1 doprowadza się przewodem 2 wodę roboczą w takiej

ilości, aby  prędkość wznoszenia się jej strumienia była dostosowana do prędkości końcowej
opadania  ziarn  o  Ŝądanym  w  tym  procesie  ich  wymiarze  granicznym.  Nadawę  do  kolumny
klasyfikacyjnej  podaje  się  przewodem  3  powyŜej  miejsca  doprowadzania  wody  roboczej.
Drobne  ziarna  nadawy  unoszone  wznoszącym  się  strumieniem  wody  przepływają  przez
przelew  pierścieniowy  4  do  koryta  pierścieniowego  5,  z  którego  odprowadzane  są  na
zewnątrz. Ziarna grubsze opadają na stoŜkowe dno i odprowadzane są wylewem 6.

Rys. 6. Klasyfikator o wznoszącym się strumieniu wody [1, T. I, s. 193]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Klasyfikatory o złoŜonym przepływie wody

Klasyfikatory tej grupy pracują przy nachylonym przepływie strumienia nadawy, przy

czym w rejonie przebiegu procesu rozdziału następuje zmiana kierunku przepływu na
wznoszący się.

Klasyfikator hydrauliczny Richardsa (rys. 7). Klasyfikator ten naleŜy do grupy

klasyfikatorów  pracujących  przy  swobodnym  opadaniu  ziaren  rozdzielanego  materiału.
Skonstruowany  jest  on  w  kształcie  nachylonego  koryta  o  zwiększającej  się  szerokości.  Dno
koryta  (rys.7a)  jest  ukształtowane  w  postaci  szeregu  odwróconych  ostrosłupów  o  ścianach
nachylonych pod kątem 45 i 60° (w przekroju podłuŜnym). Kolejne ostrosłupy połączone są
pomiędzy sobą nachylonymi korytami przepływowymi.

Nadawę, o stosunku części stałych do wody roboczej 1 : 4, doprowadza się do

nadajnika  1,  połączonego  odcinkiem  koryta  2  z  właściwym  klasyfikatorem  3.  Ponad
kolejnymi komorami ostrosłupowymi umieszczone są poprzeczne przegrody 4, których zada-
niem  jest  wprowadzenie  strumienia  wody  do  komory  klasyfikacyjnej  i  nadanie  mu  kierunku
schodzącego  przed  przegrodą  i  wznoszącego  się  poza  przegrodą.  W  obszarze  schodzącego
i  wznoszącego  się  kierunku  przepływu  strumienia  wody  następuje  właściwy  rozdział
materiału  w  zaleŜności  od  prędkości  przepływu  strumienia  wody.  PoniewaŜ  kolejne  komory
mają  zwiększający  się  przekrój  przepływu  powodujący  odpowiednie  zmniejszanie  się
prędkości ruchu strumienia wody, przeto wymiar osadzanych klas ziarnowych stopniowo się
zmniejsza.  W  podanym  na  rysunku  przykładzie  otrzymuje  się  pięć  klas  ziarnowych
rozdzielanego materiału. Do wylotów kolejnych komór ostrosłupowych umocowane są rurki
sortujące  5  i  regulatory  hydrauliczne  6.  Do  regulatorów  hydraulicznych  doprowadza  się
dodatkową wodę roboczą przewodami 7.

Rys. 7. Klasyfikator hydrauliczny Richardsa [1, T. I, s. 196]

Konstrukcję regulatora hydraulicznego przedstawiono na rys.7b. Dolną wodę roboczą

doprowadza się do regulatora przewodem 1 wprowadzonym stycznie do płaszcza jego części
walcowej, dzięki czemu woda otrzymuje ruch wirowy. Wirująca woda wpływa przez otwory

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2 do środka walca wewnętrznego. PoniewaŜ otwory 2 mają kierunek swych geometrycznych
osi  zgodny  z  kierunkiem  wirowania  wody,  przeto  wpływająca  do  wnętrza  regulatora  woda
zachowuje  równieŜ  ruch  wirowy.  PoniŜej  części  walcowej  regulatora,  w  jego  odcinku
stoŜkowym,  zabudowane  są  pionowe  przegrody  3  wstrzymujące  ruch  wirowy.  Przez
stoŜkową  część  regulatora  odbierany  jest  materiał  osadzony  w  komorze.  Ilością
doprowadzanej dolnej wody roboczej reguluje się prędkość wznoszącego się strumienia wody
w klasyfikatorze i wymiar osadzanej klasy ziarnowej.

W klasyfikatorze Richardsa moŜna uzyskać warunki opadania skrępowanego ziaren przez

ich  zagęszczenia  w  stosunku  od  1  :  1  do  1  :  2  oraz  przez  wbudowanie  w  dnach  komór
klasyfikatora  odpowiednio  poszerzonego  kanału  sortującego  1  (rys.  7c),  połączonego  rurą
sortującą  2  z  regulatorem  3.  W  czasie  pracy  klasyfikatora  ustala  się  określoną  prędkość
wznoszącego  się  strumienia  wody,  mniejszą  od  jej  prędkości  w  rurze  sortującej.  Wskutek
zmniejszonej prędkości wznoszącego się strumienia wody gromadzi się w kanale sortującym
większą ilość ziaren, tworząc w ten sposób warunki opadania skrępowanego.

Klasyfikatory hydrauliczne odśrodkowe

Klasyfikację hydrauliczną moŜna równieŜ prowadzić w wirującym strumieniu wody,

wykorzystując do rozdziału materiału siłę odśrodkową wytwarzaną przez wirującą wodę.
Urządzeniami słuŜącymi do tego celu są hydrocyklony i wirówki odśrodkowe.

Klasyfikator hydrocyklonowy (rys. 8). Klasyfikator składa się z krótkiej walcowej części

1  przechodzącej  w  stoŜek  2.  U  dołu  części  stoŜkowej  zabudowana  jest  dysza  wylotowa  3
o regulowanej średnicy wylotu. W walcowym odcinku hydrocyklonu umieszczona jest krótka
rura  rozdzielcza  4  połączona  bezpośrednio  z  przelewem  5.  Nadawę  do  hydrocyklonu
doprowadza  się  króćcem  6  stycznie  do  wewnętrznej  powierzchni  walcowej.  Materiał  wraz
z  wodą  doprowadzony  pod  ciśnieniem  do  części  walcowej  otrzymuje  ruch  wirowy  śrubowy
skierowany ku dołowi. Wytworzona siła odśrodkowa odrzuca ziarna materiału na wewnętrzną
ś

cianę części stoŜkowej, tworząc tam warstwę materiału spływającą ruchem śrubowym

w  kierunku  dolnego  otworu  wylewowego.  Przy  odpowiednim  doborze  średnicy  wylewu
ustala  się  ilość  odprowadzanego  nim  materiału,  jednak  w  ilości  mniejszej  od  ilości
doprowadzonej  nadawy.  Nadmiar  wody  zawierający  ziarna,  które  siła  odśrodkowa  nie
odrzuciła  do  warstwy  poruszającej  się  po  wewnętrznym  płaszczu  stoŜka,  otrzymuje  ruch
ś

rubowy w kierunku ku górze do rury rozdzielczej 4, przez którą przelewem odprowadzany

jest  na  zewnątrz.  Przy  odpowiednim  doborze  ciśnienia  nadawy  doprowadzanej  do
hydrocyklonu  i  średnicy  dolnego  wylewu  ustalić  moŜna  dokładnie  wymiar  ziarna
podziałowego  pomiędzy  klasą  ziarnową  odprowadzaną  przelewem  i  klasą  ziarnową
odprowadzaną wylewem.

Rys. 8. Klasyfikator hydrauliczny odśrodkowy. Hydrocyklon [1, T. I, s. 200]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 9. Schematy konstrukcyjne poziomych wirówek klasyfikacyjnych [1, T. I, s. 202]

Wirówki  klasyfikujące.  Do  klasyfikacji  drobno  uziarnionego  materiału  stosuje  się  równieŜ
wirówki  o  działaniu  okresowym  lub  ciągłym,  pionowe  lub  poziome  (połoŜenie  bębna
wirującego).  Wirówki  o  ruchu  okresowym  nie  mają  szerokiego  zastosowania  w  przemyśle;
stosowane są tam głównie wirówki o ruchu ciągłym.

Elementami roboczymi wirówek poziomych są zewnętrzny wirujący bęben i wewnętrzny

wirnik. Bęben i wirnik wirują z róŜną liczbą obrotów, przy czym liczba obrotów wirnika jest
zazwyczaj o około 2% mniejsza od liczby obrotów bębna. Bębny wirujące mogą mieć kształt
stoŜka ściętego (rys. 9a), cylindryczny (rys. 9b) lub cylindryczno-stoŜkowy (rys. 9c).

W wirówkach przeznaczonych do klasyfikacji drobno uziarnionych kopalin naleŜy juŜ

w  okresie  ich  konstruowania  uwzględnić  przybliŜony  wymiar  ziarna  podziałowego  przez
odpowiednie dostosowanie ich elementów konstrukcyjnych do załoŜonych zadań. Dokładnej
regulacji wymiaru ziarna podziałowego dokonuje się w czasie ruchu roboczego wirnika.

Klasyfikacja  aerodynamiczna  jest  to  rozdział  ziaren  w  poziomym  lub  wznoszącym  się
strumieniu  powietrza  lub  innego  gazu,  np.  spalin.  W  klasyfikatorach  aerodynamicznych
wykorzystuje  się  działanie  na  ziarno  siły  wywołanej  ruchem  powietrza  (gazu),  płynącego
z  pewną  prędkością  oraz  siłę  cięŜkości  rozdzielanych  ziaren.  W  niektórych  rozwiązaniach
konstrukcyjnych  na  ziarna  działa  dodatkowa  siła  odśrodkowa  wirujących  elementów
roboczych klasyfikatora, dozujących (podających) nadawę do przestrzeni roboczej.

Zjawiska występujące podczas klasyfikacji aerodynamicznej są bardzo zbliŜone do

zjawisk  występujących  w  klasyfikacji  hydraulicznej.  Istotna  róŜnica  polega  na  róŜnych
własnościach  fizycznych  obu  ośrodków.  W  ośrodku  wodnym  znaczny  wpływ  na  przebieg
rozdziału  ma  gęstość  tego  ośrodka  i  lepkość  cieczy,  które  stawiają  duŜy  opór  opadającym
ziarnom.  Bardzo  mała  gęstość  powietrza  i  mały  opór  stawiany  opadającym  ziarnom
powodują, Ŝe końcowa prędkość opadania ziaren w tym ośrodku jest kilkakrotnie większa niŜ
w  ośrodku  wodnym.  Dla  przykładu  moŜna  podać,  Ŝe  końcowa  prędkość  opadania  ziaren
kwarcu o średnicy 3 mm w wodzie wynosi około 0,2 m/s, w powietrzu natomiast 1,0 m/s.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Podstawowe znaczenie w klasyfikacji aerodynamicznej ma wilgoć przemijająca kopaliny

kierowanej  do  rozdziału.  Zawartość  wilgoci  przemijającej  nie  moŜe  przekraczać  wartości,
przy  której  najdrobniejsze  ziarna  materiału  ulegają  nawet  nietrwałemu  połączeniu.  NaleŜy
zatem  stwierdzić,  Ŝe  do  tego  procesu  trzeba  kierować  materiał  suchy  lub  uprzednio
wysuszony,  którego  wszystkie  ziarna  są  całkowicie  rozluzowane,  a  całość  materiału  musi
wykazywać duŜą sypkość.

Doświadczalnie stwierdzono, Ŝe tylko niektóre kopaliny moŜna rozdzielać

aerodynamicznie przy zawartości w nich do 6% wilgoci przemijającej, powyŜej tej wartości
rozdział praktycznie nie przebiega.

Klasyfikację aerodynamiczną stosuje się do:

−

rozdziału materiału drobno i bardzo drobno uziarnionego na określone wymiarami klasy
ziarnowe,  które  po  rozdziale  stanowią  produkty  przejściowe  do  dalszych  procesów
przeróbczych,  a  klasyfikacja  jest  operacją  przygotowawczą,  lub  wydzielone  klasy
ziarnowe  stanowią  końcowe  produkty  procesu  (sortymenty  lub  produkty  handlowe)
i wówczas klasyfikacja jest operacją główną;

−

wydzielania  z  materiału  (kopaliny),  o  uziarnieniu  np.  poniŜej  10  (20)  mm,  ziaren
drobnych  i  bardzo  drobnych  przed  skierowaniem  tej  kopaliny  do  innych  procesów
przeróbczych;  klasyfikacja  prowadzona  jest  jako  operacja  przygotowawcza  lub
pomocnicza.
Klasyfikatory aerodynamiczne moŜna więc podzielić na:

−

właściwe, słuŜące do rozdziału materiału bardzo drobnouziarnionego na Ŝądane klasy
ziarnowe,

−

odpylające (odpylacze), słuŜące do wydzielania pyłu z kopalin o większym uziarnieniu.
Klasyfikatory aerodynamiczne stosowane są często w operacjach kontrolno-

klasyfikujących jako urządzenie bezpośrednio współpracujące z kruszarkami dostosowanymi
do  rozdrabiania  miałkiego  przy  załoŜeniu  otrzymywania  kruszywa  o  ustalonym  wymiarze
klasy  ziarnowej.  Klasyfikator  pracuje  wówczas  w  zamkniętym  cyklu  roboczym  z  kruszarką,
a  jego  zadaniem  jest  wydzielenie  z  kruszywa  nadziarna  i  skierowanie  go  z  powrotem  do
kruszarki do rozdrabiania wtórnego.

Wydzielony pył o prawidłowym uziarnieniu kierowany jest do dalszych operacji

przeróbczych lub do bezpośredniego zuŜycia jako produkt końcowy. W wielu rozwiązaniach
konstrukcyjnych kruszarek klasyfikator aerodynamiczny stanowi całość konstrukcyjną
z kruszarką; przykładem tego rodzaju są kruszarki pierścieniowe.

W przypadkach rozdrabiania w kruszarkach pracujących w cyklu zamkniętym

z  klasyfikatorami  aerodynamicznymi  kopalin  wilgotnych  czynnikiem,  transportującym
rozdrabiany  materiał  pomiędzy  kruszarką  a  klasyfikatorem,  jest  gorący  gaz  (ogrzane
powietrze,  spaliny)  o  temperaturze  dostosowanej  do  termicznego  suszenia  rozdrabianej
kopaliny.  Przykładem  stosowania  układu  technologicznego  kruszarka-klasyfikator  jest
przygotowanie pyłu węglowego do opalania kotłów.

Klasyfikatory aerodynamiczne stosowane są między innymi w zakładach przeróbczych soli

kuchennej (wydzielanie tzw. pudru solnego), w cementowniach, w przemyśle chemicznym, np.
do produkcji mączki krzemionkowej, fosforytowej, przy suchej przeróbce rud, itp.

Prawidłowy przebieg procesu rozdziału aerodynamicznego wymaga spełnienia kilku

podstawowych warunków, a mianowicie:

−

materiał kierowany do klasyfikacji musi być suchy; zawartość w nim wilgoci nie moŜe
powodować zlepiania się ziaren i utraty przez kopalinę pełnej sypkości;

−

kopalina musi być podawana do klasyfikatora w pełni rozluzowana, na całą szerokość
przekroju przestrzeni roboczej;

−

klasyfikator naleŜy zasilać równomiernie nadawą przy moŜliwie jednakowym stosunku
części stałych do powietrza (gazu).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Klasyfikatory aerodynamiczne strumieniowe
Klasyfikator Edisona jest typowym przykładem klasyfikatora o poziomym przepływie
strumienia powietrza roboczego (rys. 10a).

Rys. 10. Klasyfikatory strumieniowe [1, T. I, s. 205]

Poziomy strumień powietrza w komorze klasyfikacyjnej 1 wytwarzany jest przez

wentylator  2.  Przed  komorą  klasyfikacyjną  zabudowane  są  dwie  pionowe  siatki  3,  których
zadaniem  jest  nadanie  strumieniowi  powietrza  regularnego,  spokojnego  przepływu  w  całym
przekroju komory klasyfikacyjnej. Nadawę do komory klasyfikacyjnej podaje się ze zbiornika
nadawczego  4  dozownikiem  skrzydełkowym  5,  zabezpieczającym  równomierne  zasilanie
klasyfikatora.  Przepływający  strumień  powietrza,  o  odpowiednio  dobranej  prędkości  ruchu,
nadaje  swobodnie  spadającym  ziarnom  prędkość  wypadkową,  zaleŜną  od  ich  wymiaru
i działającej na te ziarna siły cięŜkości. Dzięki temu ziarna segregują się w szeregu warstwach
opadających  ku  dołowi  pod  róŜnymi  kątami  opadania.  W  dolnej  części  komory
klasyfikacyjnej  znajdują  się  zsypy  6  i  7,  do  których  odbiera  się  rozdzielone  klasy  ziarnowe.
W  zaleŜności  od  potrzeb  technologicznych  moŜna  zabudować  większą  liczbę  zsypów,
ustalając  w  ten  sposób  moŜliwość  podziału  nadawy  na  większą  liczbę  klas  ziarnowych.
Najdrobniejsze ziarna pyłu unoszone poziomym strumieniem powietrza odprowadzane są do
uławiaczy pyłu.

Klasyfikator  aerodynamiczny  Raymonda  (rys.  10b).  Klasyfikator  ten  skonstruowany  jest
w  kształcie  dwu  odwróconych  współśrodkowych  stoŜków  1  i  2,  których  komory
robocze  połączone  są  u  góry  otwartym  pierścieniem  pionowych  płaskich  łopatek  kierow-
niczych 3 Klasyfikator dostosowany jest do współpracy z kruszarką rozdrabiającą kopalinę na
pył o ustalonym uziarnieniu.

Rozdrobiony materiał unoszony z kruszarki strumieniem powietrza wprowadzany jest od

dołu  do  pierścieniowej  komory  pomiędzy  stoŜkami  1  i  2.  W  górnej  części  klasyfikatora
zmienia  on  kierunek  przepływu  i  przez  pierścień  łopatek  kierujących  3  wpływa  do  wnętrza
komory stoŜka 2 o zwiększonym przekroju przepływu. W komorze tej następuje zmniejszenie
prędkości  ruchu  strumienia  powietrza  i  wytrącanie  ziaren  grubszych.  Wytrącone  ziarna
opadają  ku  dołowi  stoŜka  2  do  wylotów  6  zamkniętych  uchylnymi  klapami  4.  Osie  obrotu
klap  wyposaŜone  są  w  dźwignie  z  przeciwcięŜarami  ustawionymi  tak,  aby  otwierały  się
samoczynnie  pod  naporem  określonej  ilości  usypanego  materiału.  Urządzenie  tego  rodzaju
zabezpiecza  wewnętrzną  komorę  klasyfikatora  przed  wlotem  niepoŜądanego  obcego
powietrza  i  reguluje  ilość  odprowadzanego  materiału  z  klasyfikatora  do  wtórnego
rozdrabiania.  Ziarna  dostatecznie  drobne  unoszone  strumieniem  powietrza  są  odprowadzane
wylotem 5 i kierowane do urządzeń uławiających pył.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Klasyfikatory aerodynamiczne odśrodkowe

Do klasyfikacji drobno uziarnionych kopalin wykorzystać moŜna równieŜ strumień

powietrza, wirujący w odpowiednio ukształtowanej komorze klasyfikacyjnej.

Klasyfikator  aerodynamiczny  odśrodkowy  (rys.  11).  Zewnętrzna  obudowa  klasyfikatora
skonstruowana jest w kształcie dwu ściętych stoŜków 1 i 2, połączonych podstawami poprzez
krótki  pierścień  walcowy.  Wewnątrz  -  współśrodkowo  do  osi  korpusu  –  zabudowany  jest
układ  dwu  stoŜków  6  równieŜ  połączonych  podstawami  z  wkładką  pierścienia
cylindrycznego,  Nadawę  doprowadza  się  do  króćca  3,  który  podaje  ją  do
dozownika  4. W górnej  części  klasyfikatora,  poniŜej  króćca  3,  umieszczona  jest  walcowa
komora  powietrzna,  do  której  tłoczy  się  powietrze  spręŜone  przez  króciec  5,  usytuowany
stycznie  do  wewnętrznej  powierzchni  płaszcza  komory  powietrznej.  Styczne  doprowadzenie
powietrza  spręŜonego  ma  na  celu  nadanie  mu  ruchu  wirowego  w  komorze  klasyfikacyjnej.
Wlot  dozownika  4  znajduje  się  poniŜej  dolnej  krawędzi  komory  powietrznej.  Wirujący
strumień  powietrza  unosi  wprowadzone  dozownikiem  4  ziarna  materiału,  nadając  im
odpowiednie przyśpieszenie. Ciśnienie powietrza spręŜonego jest tak dobrane, Ŝe wytworzona
siła odśrodkowa odrzuca ziarna grubsze (o określonej średnicy) na wewnętrzną powierzchnię
płaszcza  stoŜka  1,  natomiast  ziarna  drobniejsze  poruszają  się  po  linii  śrubowej  ku  dołowi,
w  warstwie,  po  powierzchni  stoŜka  6.  Warstwa  ziaren  poruszających  się  po  powierzchni
stoŜka  6  składa  się  z  elementarnych  warstewek  o  wymiarach  ziaren  malejących  w  kierunku
powierzchni  stoŜka.  W  dolnej  części  komory  klasyfikacyjnej  zabudowany  jest  dodatkowy
stoŜek  7  (współśrodkowo  do  głównej  osi  klasyfikatora),  którego  dolna  otwarta  część
połączona  jest  z  wysypem  9.  Przestrzeń  pomiędzy  stoŜkiem  7,  a  dolną  częścią
stoŜka  6 stanowi  komorę  odbiorczą  produktu  najdrobniejszego.  Grubsza  klasa  ziarnowa
odbierana jest wysypem 8, połączonym z komorą odbiorczą utworzoną pomiędzy stoŜkiem 2
i  7.  Część  ziaren  grubszych,  o  wymiarze  bliskim  wymiarowi  ziarna  podziałowego,
utrzymująca się w warstwie graniczącej pomiędzy klasą najdrobniejszą a klasą górną, zsypuje
się  ponad  krawędzią  stoŜka  7  do  komory  odbiorczej  ziarna  grubszego.  Wymiar  ziarna
podziałowego  moŜna  regulować  w  pewnych  granicach  w  czasie  ruchu  roboczego
klasyfikatora  przez  podnoszenie  lub  opuszczanie  wewnętrznego  stoŜka  6  za  pomocą  kół
nastawczych  10 nakręconych  na  pionowy  gwintowany  sworzeń  regulacyjny.  NiezaleŜnie  od
tego wymiar ziarna podziałowego moŜna regulować ilością doprowadzanego do klasyfikatora
powietrza roboczego, przez zmianę jego ciśnienia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 11. Klasyfikatory odśrodkowy [1, T. I, s. 205]

Klasyfikacja aerodynamiczna. Odpylanie

Klasyfikacja aerodynamiczna w zastosowaniu do procesów odpylania kopalin nie róŜni

się od zastosowania jej do podziału materiału na dwie klasy ziarnowe. Istotna róŜnica polega
na  tym,  Ŝe  w  przypadku  odpylania  do  klasyfikatora  doprowadza  się  materiał  w  znacznie
szerszej  klasie  ziarnowej,  np.  0  do  10;  0  do  15,  a  nawet  0  do  20  mm,  z  której  wydziela  się
materiał drobno uziarniony o wymiarze ziaren dochodzących niekiedy nawet do 1 mm. Stąd
teŜ nie istnieje moŜliwość zastosowania konstrukcji klasyfikatorów, które zasysają powietrze
robocze  juŜ  obciąŜone  materiałem  przeznaczonym  do  rozdziału.  Do  klasyfikatorów
odpylających  materiał  doprowadza  się  innymi  urządzeniami  transportowymi  i  odpowiednio
dozuje do komory klasyfikacyjnej. W komorze klasyfikacyjnej stosowane są ponadto wyŜsze
prędkości strumienia powietrza roboczego.

Dla zabezpieczenia prawidłowego i skutecznego procesu odpylania muszą być spełnione

następujące warunki:

−

maksymalna  zawartość  wilgoci  przemijającej  odpylanego  materiału  nie  moŜe
przekraczać  6%  jednak  pod  tym  warunkiem,  Ŝe  ta  ilość  wilgoci  przemijającej  nie
powoduje  zlepiania  się  najdrobniejszych  ziaren  ze  sobą  ani  przywierania  tych  ziaren  do
powierzchni ziaren duŜych, a całość materiału ma własności pełnej sypkości wszystkich
ziaren;

−

ziarna materiału powinny być w przestrzeni komory klasyfikacyjnej silnie rozluzowane,
a ziarna pyłu powinny lekko oddzielać się od całości materiału pod działaniem
przepływającego strumienia powietrza;

−

warstwa klasyfikowanego materiału powinna być równomiernie rozmieszczona w całym
przekroju przepływającego strumienia powietrza, w celu zabezpieczenia równomiernego
oporu warstwy materiału dla przepływu strumienia powietrza i równomiernego
oddziaływania strug powietrza w kaŜdym punkcie ich przepływu przez warstwę
materiału;

−

warstwa klasyfikowanego materiału powinna być stosunkowo cienka dla zwiększenia
stopnia dokładności jego odpylania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W celu uzyskania równomiernego rozłoŜenia materiału w strumieniu powietrza

roboczego stosuje się:

−

swobodne opadanie ziaren dozowanych do komory klasyfikacyjnej specjalnym
dozownikiem, przy czym warstwa dozowanego materiału musi przecinać cały przekrój
strumienia powietrza roboczego;

−

rozrzut materiału w komorze klasyfikacyjnej pod działaniem siły odśrodkowej, np. za
pomocą wirującego talerza dozowniczego;

−

transport odpylanego materiału po powierzchni wibrującego sita przy stałej prędkości
przepływającego przez otwory sita powietrza roboczego; odpylany materiał musi być
dostatecznie silnie rozluzowany;

−

transport materiału po nieruchomej powierzchni sita w pulsującym strumieniu powietrza
roboczego, przy czym rozluzowanie warstwy materiału następuje w wyniku działania
silnych impulsów cyklicznie przepływającego powietrza roboczego.
Klasyfikatory aerodynamiczne moŜna podzielić na dwie podstawowe grupy:

−

zasilane zewnętrznym dopływem strumienia powietrza roboczego,

−

pracujące z wewnętrznym obiegiem strumienia powietrza roboczego.
NiezaleŜnie od podanego podziału podstawowego, wyróŜnia się klasyfikatory:

−

odpylające strumieniowe, w których proces rozdziału przebiega w strudze powietrza
roboczego, przepływającego przez warstwę swobodnie opadających ziaren w obszarze
ruchu tej strugi,

−

wibracyjne, w których materiał odpylany porusza się równomierną, silnie rozluzowaną
warstwą po powierzchni wibrującego sita w obszarze przepływającej strugi powietrza,

−

pulsacyjne, w których materiał porusza się równomierną warstwą po powierzchni sita
pod wpływem pulsującej strugi powietrza, a rozluzowania warstwy materiału dokonuje
pulsujący przepływ powietrza roboczego,

−

odśrodkowe, w których obieg powietrza roboczego wywołują zabudowane w nich układy
wentylatorów, a materiał w komorze klasyfikacyjnej dozowany jest wirującym
dozownikiem talerzowym.

Uławianie pyłu

W procesach klasyfikacji aerodynamicznej oraz w wielu innych procesach przeróbczych

przeprowadzonych na sucho powietrze (gaz) robocze unosi bardzo drobne ziarna (pył), które
w  końcowej  fazie  ich  przeróbki  naleŜy  wytrącić  z  powietrza  roboczego  (gazu)  i  osadzić.
NiezaleŜnie  od  tego  powietrze  robocze  lub  gaz  (najczęściej  gorące  spaliny)  zastosowane
w  tych  procesach  naleŜy  dokładnie  oczyścić  z  najdrobniejszych  ziaren  pyłu  przed  ich
skierowaniem  z  obiegu  roboczego  do  atmosfery.  Wydzielanie  ziaren  pyłu  z  gazowego
czynnika roboczego nazywa się uławianiem pyłu.

Dokładne uławienie pyłu wytworzonego w suchych procesach przeróbczych jest

uzasadnione tym, Ŝe:
–

bardzo drobne ziarna pyłu mogą stanowić uŜyteczny, niekiedy bardzo cenny produkt;

–

w  wielu  przypadkach  klasyfikacja  aerodynamiczna  oraz  inne  procesy  przeróbcze
prowadzone  są  na  wartościowych  kopalinach  rozdrobionych  do  wymiaru  pyłu,
a  uławianie  produktów  rozdziału  stanowi  istotny  i  konieczny  proces  technologiczny,
często  konieczne  jest  wytwarzanie  końcowych  produktów  właśnie  w  postaci  drobno
uziarnionego pyłu;

–

odprowadzanie do atmosfery pyłu nieuŜytecznego stanowi duŜe zagroŜenie dla zdrowia
człowieka (pyły toksyczne), a na pewno powoduje zanieczyszczenie środowiska.
Uławiacze, w zaleŜności od ich rozwiązań konstrukcyjnych i technologii pracy, dzieli się

na: suche, mokre, elektryczne suche i mokre (elektrofiltry).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Klasyfikatory odpylające strumieniowe
Klasyfikator odpylający rolkowy (rys. 12), przeznaczony jest do odpylania węgla
o uziarnieniu od 0 do 10 mm przed skierowaniem go do wzbogacania.

Nadawa doprowadzona do dozownika 1 zsypuje się po powierzchni obracających się

rolek 2 (walców). Powietrze robocze doprowadza się wlotem 3. Poza płaszczyzną rolek
zabudowane są nieruchome Ŝaluzje 4. W komorze klasyfikacyjnej umieszczone są dodatkowe
Ŝ

aluzje 5 o nastawnym kącie nachylenia.

Strumień powietrza o duŜej prędkości ruchu unosi z odpylanego węgla ziarna pyłu i przez

szczeliny  pomiędzy  rolkami  wpływa  do  pierwszej  części  6  komory  klasyfikacyjnej.  Przy
częściowo  zmniejszonej  prędkości  przepływu  wydzielają  się  w  niej  najgrubsze  ziarna  pyłu
(o wymiarze 0,5 do 2,0 mm), które po powierzchni Ŝaluzji 4 zsypują się do zbiornika 7, skąd
wyładowywane  są  obrotowym  odbieralnikiem  8.  Strumień  powietrza  roboczego,
przepływający przez szczeliny Ŝaluzji 4, wpływa do drugiej części 9 komory klasyfikacyjnej,
w  której  następuje  dalsze  zmniejszenie  jego  prędkości  przepływu  i  wytrącanie  pyłu
o uziarnieniu poniŜej 0,5 mm. Klasa ta gromadzi się w zbiorniku 10, z którego odprowadzana
jest  odbieralnikiem  skrzydełkowym  11,  Strumień  powietrza,  unoszący  najdrobniejsze  ziarna
pyłu,  po  opłynięciu  Ŝaluzji  5  odprowadzany  jest  wylotem  12  do  urządzeń  oczyszczających
powietrze  robocze.  Odpylony  węgiel  o  uziarnieniu  2  do  10  mm  wyładowywany  jest
z klasyfikatora odbieralnikiem skrzydełkowym 23.

Wydajność klasyfikatora, przy odpylaniu węgla o uziarnieniu od 0 do 10 mm,

wynosi 90 t/h odpylonego węgla i 20 t/h wydzielonego pyłu. ZuŜycie powietrza roboczego
wynosi 80 350 m

/h przy ciśnieniu powietrza 85 mm słupa wody (833,8 Pa). Klasyfikator

pracuje w cyklu zamkniętego obiegu powietrza roboczego. Wentylator podłączony do
odlotu 12 klasyfikatora wytwarza podciśnienie w komorze klasyfikacyjnej. Zassane powietrze
z najdrobniejszymi ziarnami pyłu przetłaczane jest do cyklonu oczyszczającego.

Klasyfikator  systemu  Rapid  o  wznoszącym  się  strumieniu  powietrza  roboczego
przedstawiono  na  rys.  13.  Komora  klasyfikacyjna  odpylacza  jest  tak  skonstruowana,  Ŝe
moŜliwe  jest  uzyskanie  dokładnego  rozluzowania  dozowanej  warstwy  materiału  i  odpylanie
nadawy  o  zawartości  wilgoci  przemijającej  do  6%.  Materiał  podawany  jest  ze  zbiornika
dozującego  1  obrotowym  podajnikiem  2,  regulującym  ilość  materiału  kierowanego  do
odpylania,  przy  czym  szerokość  szczeliny  dozującej  regulowana  jest  nastawną  klapą
umieszczoną  ponad  podajnikiem  obrotowym.  Dozowany  materiał  zsypuje  się  do  przewodu
nadawczego,  u  wylotu  którego  zabudowany  jest  wirujący  walec  nadawczy  3.  Walec  ten
wrzuca  warstwę  materiału  w  kształcie  szerokiego  wachlarza  4,  wypełniającego  cały
poprzeczny przekrój komory. Powietrze robocze doprowadzane jest do klasyfikatora poniŜej
komory klasyfikacyjnej  przez sito 5, ustalające równomierny przepływ powietrza. Odpylony
materiał  opada  do  odbieralnika  6,  a  powietrze  robocze  unoszące  pył  odprowadzane  jest
przewodem 7 do urządzeń uławiających pył i oczyszczających powietrze robocze.

Klasyfikatory systemu Rapid mogą pracować równieŜ przy doprowadzonym ogrzanym

powietrzu lub gorących gazach spalinowych osuszających odpylany materiał. W ten sposób
uzyskuje się zwiększenie efektu odpylania materiału o większej zawartości wilgoci
przemijającej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 13. Klasyfikator odpylający Rapid

[1, T. I, s. 220]

Rys. 12. Klasyfikator odpylający rolkowy

[1, T. I, s. 216]

Rys. 14. Klasyfikator odpylający wibracyjny

[1, T. I, s. 222]

Rys. 15. Klasyfikator odpylający pulsacyjny

[1, T. I, s. 224]

Rys. 16. Klasyfikator odpylający odśrodkowy

[1, T. I, s. 228]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Klasyfikatory odpylające wibracyjne stosuje się do odpylania materiałów trudno
odpylających się, o zawartości do 6% wilgoci przemijającej (np. wilgotnych miałów
węglowych),

W komorze klasyfikacyjnej 1 (rys. 14) odpylacza zabudowany jest przesiewacz

wibracyjny  inercyjny  2  o  nieduŜym  nachyleniu  powierzchni  roboczej  sita,  Sito  robocze
(sito  plecione,  szczelinowe  itp.)  ma  otwory  (szczeliny)  o  wymiarze  1,5  mm.  Materiał
przeznaczony  do  odpylania  podaje  się  z  dozownika  4  uszczelnionym  obrotowym
podajnikiem 3, rozdzielającym nadawę równomierną warstwą na całą szerokość powierzchni
roboczej  sita  tak,  aby  był  on  rozłoŜony  stale  równomierną  warstwą  na  jego  powierzchni,
a  opór  stawiany  przepływającemu  strumieniowi  powietrza  był  jednakowy  na  kaŜdym
dowolnym  odcinku  powierzchni  sita.  Ścienienie  warstwy  odpylanego  materiału  nawet  na
nieduŜym  odcinku  sita  powoduje  w  tym  rejonie  obniŜenie  oporu  dla  przepływającej  strugi
powietrza,  zwiększenie  ilości  przepływającego  strumienia  przez  ten  odcinek  i  zmniejszenie
skuteczności  odpylania  na  pozostałej  powierzchni  roboczej,  spowodowanej  zmniejszeniem
prędkości  przepływu  na  odcinkach  o  grubszej  warstwie  materiału  i  większych  oporach
przepływu.

Powietrze robocze, doprowadzane od dołu wznoszącym się strumieniem, przepływa

przez  rozluzowaną  warstwę  odpylanego  materiału,  unosi  ziarna  pyłu  i  odpływa  ku  górze  do
wylotu  z  klasyfikatora.  Odpylony  materiał  odprowadza  się  zsypem  5.  Wlot  nadawy  oraz
wylot  produktu  odpylonego  jest  odpowiednio  uszczelniony,  tak  aby  uniemoŜliwić  ucieczki
powietrza roboczego.

Klasyfikatory odpylające pulsacyjne pracują przy wznoszącym się, pulsującym strumieniu
powietrza roboczego.

W komorze klasyfikacyjnej 1 (rys. 15) zabudowane jest stałe sito 2, napięte na krato-

wnicy  nośnej  nachylonej  do  poziomu  pod  kątem  około  20°.  Powietrze  robocze  doprowadza
się z wentylatora przewodem 3 do komory powietrznej 5 umieszczonej pod powierzchnią sita.
Pomiędzy  przewodem  3  a  komorą  powietrzną  5  zabudowane  są  klapy  wirujące  4  tak
zharmonizowe w swoim ruchu wirowym, Ŝe kolejno okresowo odcinają dopływ powietrza do
komory  powietrznej  i  otwierają  wolny  jego  przepływ.  Wirujące  klapy  nadają  w  ten  sposób
strumieniowi  powietrza  ruch  przerywany  (pulsacyjny)  o  zwiększonej  prędkości  przepływu
w momencie otwierania się klap. Przy stałym dopływie powietrza w momentach zamknięcia
przepływu  przez  klapy  4  następuje  chwilowy  wzrost  ciśnienia  w  przewodzie  3,  a  po  ich
otwarciu uzyskuje się przyspieszony ruch powietrza. W ten sposób prędkość ruchu powietrza
zmienia  się  okresowo,  w  sposób  ciągły  –  od  zera  do  maksimum  –  według  wykresu
sinusoidalnego.

Pulsujący strumień powietrza, który w początkowej fazie, po otwarciu klap, ma

maksymalną  prędkość  przepływu,  rozluzowuje  silnie  warstwę  odpylanego  materiału,
a  następnie  unosi  ziarna  pyłu.  Przy  nachylonej  powierzchni  roboczej  sita  ruch  pulsacyjny
strumienia  powietrza  roboczego  powoduje  równoczesny  ruch  postępowy  odpylanego
materiału. W pierwszej fazie wzmoŜonego przepływu powietrza następuje równieŜ uniesienie
ku  górze  grubszych  ziaren  odpylanego  materiału,  niemniej  jednak  ziarna  te  po  zmniejszeniu
się  prędkości  wznoszącego  się  strumienia  powietrza  opadają  na  powierzchnię  warstwy
odpylanego materiału. Tego rodzaju zjawisko zwiększa dokładność procesu odpylania.

Nadawę doprowadza się ze zbiornika nadawczego 6 poprzez zsyp 7. Ilość podawanego

materiału reguluje się nastawną zasuwą 8. Odpylony materiał odprowadzany jest
z klasyfikatora zsypem 9, zamykanym układem dwu klap 10 (z przeciwcięŜarami nałoŜonymi
na dźwignie klap), stanowiącymi równocześnie śluzowe zamknięcie komory klasyfikacyjnej.
Powietrze robocze wraz z wydzielonym pyłem odprowadzane jest odlotem 11.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Klasyfikatory

odpylające

odśrodkowe

(mechaniczne)

naleŜą

najbardziej

rozpowszechnionych  rozwiązań  konstrukcyjnych.  Rozpowszechnienie  swoje  zawdzięczają
temu,  Ŝe  pracują  one  z  pełnym  zamkniętym  cyklem  technologicznym  ujętym  w  jednym
urządzeniu  i  nie  wymagają  instalowania  dodatkowych  urządzeń,  takich  jak  wentylator
i  uławiacz  pyłu.  Klasyfikatory  odpylające  odśrodkowe  (rys.  16)  słuŜący  do  odpylania,  jak
równieŜ do klasyfikacji drobno uziarnionych kopalin.

Klasyfikator wyposaŜony jest w dwa wentylatory 1 i 2, umocowane na wspólnym wale

napędowym 3, do którego umocowany jest równieŜ talerz 4, rozrzucający materiał w komorze
klasyfikacyjnej 5. Wał napędowy otrzymuje ruch wirowy z silnika 6 poprzez układ pasów
klinowych i przekładnię 8.

Wentylator 1 jest wentylatorem głównym, wytwarzającym zasadniczy ruch wznoszący

się strumienia powietrza w komorze klasyfikacyjnej 5, zmieniający jego kierunek przepływu
do  komory  zewnętrznej  20  i  nadający  temu  strumieniowi  ruch  wirujący  w  komorze
zewnętrznej.  Materiał  doprowadza  się  rurą  9  na  talerz  rozdzielczy.  Promieniowo
rozsypywany materiał przecina wznoszący się strumień powietrza, który unosi z niego ziarna
pyłu. W pierścieniowej komorze zewnętrznej 10 następuje zmniejszenie prędkości strumienia
powietrza  (dzięki  powiększonemu  przekrojowi  przepływu),  które  wirując  po  linii  śrubowej
spływa  ku  dołowi.  W  komorze  tej  wydziela  się  pył,  który  –  w  postaci  warstwy  poruszającej
się  śrubowo  ku  dołowi  –  przemieszcza  się  do  stoŜkowej  dolnej  części  klasyfikatora,  skąd
wyładowywany  jest  przez  wylot  11.  Wirujący  ruch  strumienia  powietrza  po  przepłynięciu
przez

pionowe

aluzje

zostaje

zmieniony

ruch

wznoszący

się.

Wentylator  2, wytwarzający  podciśnienie  w  komorze  klasyfikacyjnej,  pokonuje  opory
przepływu  powietrza  przez  zewnętrzną  komorę  10  oraz  opory  przepływu  strumienia
powietrza  przez  łopatki  Ŝaluzji.  Odpylony  materiał  zsuwa  się  po  stoŜkowym  pierścieniu  13
i spada do wysypu 14.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Co to jest przesiewacz?

Jakie znasz rodzaje przesiewaczy?

Co to jest współczynnik prześwitu sita?

Jakie znasz rodzaje sit?

Co to jest analiza sitowa?

Jakie znasz klasyfikatory hydrauliczne?

Jakie znasz klasyfikatory aerodynamiczne?

Jakie znasz rodzaje odpylaczy?

W jakim celu stosujemy uławianie pyłu?

10.

Co to jest hydrocyklon?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Rozpoznaj na podstawie opisu budowy i zasady działania klasyfikatory hydrauliczne

i dokonaj ich podziału.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

odszukać w materiałach dydaktycznych rodzaje klasyfikatorów hydraulicznych,

zapoznać się z podziałem klasyfikatorów hydraulicznych,

rozpoznać klasyfikator,

sklasyfikować urządzenie,

opisać i narysować rozpoznane klasyfikatory.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania i kreślenia,

−

poradnik dla ucznia,

−

materiały dydaktyczne,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Rozpoznaj na podstawie opisu budowy i zasady działania klasyfikatory aerodynamiczne

i dokonaj ich podziału.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,

odszukać w materiałach dydaktycznych rodzaje klasyfikatorów aerodynamicznych,

zapoznać się z podziałem klasyfikatorów aerodynamicznych,

rozpoznać klasyfikator,

sklasyfikować urządzenie,

opisać i narysować rozpoznane klasyfikatory.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania i kreślenia,

−

poradnik dla ucznia,

−

materiały dydaktyczne,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

omówić zasady klasyfikacji hydraulicznej?

opisać klasyfikatory hydrauliczne opadania swobodnego?

objaśnić zasadę pracy klasyfikatorów hydraulicznych mechanicznych?

omówić klasyfikację aerodynamiczną?

omówić budowę i zasadę działania klasyfikatorów odpylających?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Wzbogacanie, wzbogacanie grawitacyjne, flotacja

4.3.1. Materiał nauczania

Wzbogacanie

Podstawowym zadaniem przeróbki mechanicznej jest wzbogacanie kopalin uŜytecznych,

polegające  na  wydzieleniu  z  materiału  surowego,  urobionego  w  kopalni  głębinowej  lub
odkrywce,  moŜliwie  czystych  ziaren  uŜytecznych,  ewentualnych  zrostów  minerału
uŜytecznego  ze  skałą  płonną  oraz  moŜliwie  czystych  ziaren  odpadów  pozbawionych
składnika  uŜytecznego.  Proces  wzbogacania  powinien  być  tak  opracowany  technologicznie,
a  następnie  rozwiązany  technicznie,  aby  w  koncentracie  uzyskać  maksymalną  ilość  cennych
ziaren  kopaliny  uŜytecznej  przy  moŜliwie  najmniejszych  ich  stratach  w  odpadach.  Dla
uzyskania  optymalnych  wyników  wzbogacania  materiał  surowy  jest  uprzednio  dokładnie
badany  w  celu  określenia  jego  charakterystyki  mineralogicznej,  własności  fizycznych  i  jego
własności  technologicznych,  takich  jak  skład  densymetryczny,  podatność  na  wzbogacanie
grawitacyjne, wzbogacanie elektryczne i magnetyczne, podatność na wzbogacanie flotacyjne,
łatwość lub trudność wzbogacania, stopień koncentracji ziaren uŜytecznych itp. Na podstawie
tych badań opracowuje się pełną technologię, ustalając, jakie kolejne procesy technologiczne
naleŜy zastosować, aby uzyskać optymalne wyniki wzbogacania materiału surowego.

Opracowana technologia wzbogacania kopaliny uŜytecznej powinna uwzględniać pełne

wymagania  technologiczne  dalszego  przetwórstwa  lub  bezpośredniego  uŜytkowania
wydzielonych  koncentratów,  eliminując  w  zupełności  konieczność  przeprowadzenia
dodatkowych  operacji  o  charakterze  przeróbczym  lub  stosowania  kosztownych  metod
dodatkowego  ich  uzdatniania  w  technologii  przetwórstwa,  jeŜeli  ich  wyeliminowanie  jest
moŜliwe  przez  odpowiednie  dobranie  technologii  wzbogacania  surowej  kopaliny.  Procesy
technologiczne  powinny  być  tak  dobrane  i  stosowane  w  takim  zakresie,  aby  do  dalszego
uŜytkowania nie kierować nawet najmniejszej ilości kopaliny w stanie surowym, nawet gdyby
one  mogły  być  zuŜyte  w  tej  postaci  jako  mało  wartościowy  surowiec,  ale  przy  stratach
ekonomicznych  innej  gałęzi  gospodarki  narodowej  lub  przynosząc  szkody  naturalnemu
ś

rodowisku człowieka (np. spalanie nie wzbogaconych paliw o duŜej zawartości popiołu

i siarki powoduje bardzo duŜe straty w gospodarce energetycznej i ogromnie zanieczyszcza
naturalne środowisko człowieka oraz niszczy przyrodę).

Opracowany projekt technologii procesów przeróbczych musi być dodatkowo

przeanalizowany z punktu widzenia ekonomiki całego procesu.

Proces

wzbogacania

materiału

surowego

jest

poprzedzany

procesami

przygotowawczymi,

takimi

jak

przesiewanie

materiału

ustalone

projektem

technologicznym  klasy  ziarnowe,  rozdrabianie,  przemywanie,  klasyfikacja  hydrauliczna  czy
aerodynamiczna  itp.  Operacje  przygotowawcze  mają  na  celu  doprowadzenie  materiału
surowego  do  takiego  stanu,  aby  w  procesie  wzbogacania  uzyskać  maksymalny  stopień
koncentracji  ziaren  uŜytecznych.  W  większości  przypadków  surowe  kopaliny  uŜyteczne
o  prostej  charakterystyce  technologicznej  wystarczy  przygotować  jednorazowo  do  procesu
wzbogacania,  uzyskując  optymalny  efekt  ich  wzbogacania.  Przy  złoŜonej  charakterystyce
kopaliny  jednorazowe  przygotowanie  jej  do  procesu  wzbogacania  jest  zazwyczaj
niewystarczające,  gdyŜ  uzyskuje  się  jedynie  część  uŜytecznego  koncentratu,  a  reszta  ziaren
uŜytecznych  pozostaje  w  postaci  zrostów  ze  skałą  płonną.  W  takich  przypadkach  naleŜy
kolejno  wydzielać  szereg  produktów  przejściowych,  odpowiednio  je  przygotowywać  (przez
ich  rozdrabianie  i  przesiewanie),  a  następnie  wzbogacać  je  wtórnie,  aŜ  do  uzyskania
maksymalnego załoŜonego stopnia ekstrakcji ziaren uŜytecznych z surowej kopaliny.

Wielokrotne przygotowywanie materiału surowego i kolejne jego wzbogacanie dotyczy

przede wszystkim kopalin występujących w postaci wpryśnięć ziaren uŜytecznych – o róŜnym

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wymiarze ziaren – w skałę płonną oraz rud wielometalicznych, z których naleŜy wydzielić
kaŜdy składnik uŜyteczny oddzielnie.

W technologii procesów wzbogacania wykorzystuje się własności fizyczne

i fizykochemiczne ziaren kopaliny uŜytecznej i ziaren skały płonnej, róŜniące je pomiędzy
sobą i umoŜliwiające dokonanie ich rozdziału.

Do własności tych naleŜy zaliczyć róŜnice:

−

w zabarwieniu i połysku ziaren,

−

w kształcie ziaren i ich wymiarach,

−

współczynnika tarcia ziaren po powierzchni, po której się poruszają,

−

w spręŜystości ziaren,

−

w gęstości ziaren,

−

we własnościach optycznych, elektrycznych i magnetycznych,

−

własności fizykochemicznych powierzchni ziaren,

−

w występujących własnościach chemicznych.

Biorąc za podstawą róŜnice we własnościach fizycznych i fizykochemicznych ziaren

kopaliny uŜytecznej i skały płonnej, opracowano wiele metod technologii ich wzbogacania,
a mianowicie:

−

wzbogacanie ręczne, w którym wykorzystuje się róŜnice w zabarwieniu i połysku ziaren,

−

wzbogacanie wykorzystujące róŜnice kształtu i wymiaru ziaren kopaliny uŜytecznej
i skały płonnej,

−

wzbogacanie wykorzystujące róŜnice współczynnika tarcia,

−

wzbogacanie wykorzystujące róŜnice spręŜystości ziaren spadających na twardą lub
spręŜystą powierzchnię,

−

wzbogacanie grawitacyjne, wykorzystujące róŜnice gęstości ziaren wchodzących w skład
materiału surowego,

−

wzbogacanie wykorzystujące własności elektrostatyczne i magnetyczne składników
kopaliny surowej,

−

wzbogacanie flotacyjne, wykorzystujące róŜnice własności fizykochemicznych
powierzchni ziaren,

−

wzbogacanie wstępne w przodkach eksploatacyjnych,

−

wzbogacanie ręczne (w zakładach przeróbczych),

−

wzbogacanie grawitacyjne,

−

wzbogacanie magnetyczne (elektromagnetyczne) i elektrostatyczne,

−

wzbogacanie flotacyjne,

−

Wzbogacanie wstępne kopaliny uŜytecznej moŜna w wielu przypadkach prowadzić juŜ
w czasie urabiania złoŜa.

Wzbogacanie tego rodzaju moŜe być prowadzone przez:

−

dobór odpowiedniej technologii urabiania złoŜa, zabezpieczającej materiał surowy przed
domieszką dodatkowych ilości skały płonnej, pochodzącej ze stropu i spągu pokładu lub
pochodzącej z grubych warstw przerostu skały płonnej, znajdujących się w pokładzie,

−

ręczne usuwanie skały płonnej o duŜych wymiarach ziaren,

−

mechaniczne usuwanie skały płonnej w uproszczonych zespołach technologicznych,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

dostosowanych

wstępnego

wzbogacania

mechanicznego

(grawitacyjnego),

budowanych, (ściślej: montowanych) w wyrobiskach podziemnych zlokalizowanych
w pobliŜu duŜych oddziałów produkcyjnych.

Wzbogacanie ręczne w zakładzie

Ręczne usuwanie ziaren skały płonnej z materiału surowego lub, w niektórych

przypadkach,  wybieranie  ziaren  cennej  kopaliny  uŜytecznej  z  urobku  surowego  nazywa  się
wzbogacaniem  ręcznym.  Wzbogacanie  ręczne  stosowane  jako  operacja  główna  zastępuje
wzbogacanie mechaniczne klas ziarnowych, których wymiar jest dostatecznie duŜy i pozwala
na  szybkie  odróŜnienie  ziaren  skały  płonnej  od  ziaren  kopaliny  uŜytecznej.  Coraz  częściej
stosowanie  wzbogacania  ręcznego  ogranicza  się  do  usuwania  ziaren  skały  płonnej  jedynie
z najgrubszych  klas  ziarnowych  materiału  surowego  i  to  w  zakresie  operacji
przygotowawczej,  a  więc  z  ograniczoną  dokładnością;  najczęściej  stosuje  się  wzbogacanie
ręczne  klasy  ziarnowej  o  wymiarze  powyŜej  200(125)  mm  przed  jej  rozdrabianiem
i późniejszym wzbogacaniem mechanicznym.

Wzbogacanie ręczne, ze względu na stosunkowo szybki wzrost zanieczyszczenia surowej

kopaliny  skałą  płonną,  małą  dokładność  tej  operacji  i  duŜe  jej  koszty,  zanika  coraz  bardziej
jako  operacja  główna  i  stosowane  jest  jedynie  jako  operacja  kontrolna  dla  wychwycenia
z urobku  surowego  obcych  zanieczyszczeń  przypadkowych,  załadowanych  w  przodkach
eksploatacyjnych  do  urządzeń  transportowych.  Zanieczyszczenia  tego  rodzaju  stanowią
elementy  lub  części  (zuŜyte)  maszyn  i  urządzeń  dołowych,  głównie  stalowe,  które  mogą
zniszczyć  lub  uszkodzić  wyposaŜenie  maszynowe  zakładu  przeróbczego.  Wzbogacanie
ręczne wykonywane jest na:

−

stołach przebierczych nieruchomych,

−

stołach przebierczych obrotowych,

−

taśmach przebierczych,

−

stołach przebierczych wstrząsanych.
Wzbogacanie ręczne zostaje zastąpione, przy wzbogacaniu wielu kopalin, wzbogacaniem

w zawiesinowych cieczach cięŜkich, w których moŜna wzbogacać materiał surowy
o uziarnieniu dochodzącym nawet do 500 mm.

Wzbogacanie grawitacyjne

Metody wzbogacania mechanicznego oparte są na róŜnicy gęstości ziaren kopaliny

uŜytecznej i zanieczyszczającej ją ziaren skały płonnej, stąd teŜ wywodzi się określenie tych
metod  wspólną  nazwą  wzbogacania  grawitacyjnego.  Proces  technologiczny  wzbogacania
grawitacyjnego  moŜe  być  prowadzony  w  ośrodku  powietrznym,  wodnym  lub  w  cieczach
cięŜkich.  Dobór  ośrodka,  w  którym  przebiegać  będzie  proces  wzbogacania,  zaleŜy  przede
wszystkim od stopnia trudności wzbogacania surowej kopaliny uŜytecznej oraz od wielkości
gęstości rozdziału pomiędzy koncentratem a odpadami.

Wzbogacanie grawitacyjne w ośrodku powietrznym
Ogólne zasady wzbogacania

Wzbogacanie materiału surowego, a więc jego rozdział na produkty wzbogacania,

przebiega  we  wznoszącym  się  z  odpowiednią  prędkością  strumieniu  powietrza  lub
w strumieniu  wznoszącym  się,  któremu  nadaje  się  ruch  pulsujący.  Pod  wpływem
wznoszącego  się  lub  pulsującego  strumienia  powietrza  następuje  podniesienie  warstwy
wzbogacanego  materiału  na  łoŜu  roboczym,  jej  rozluzowanie,  a  następnie  opadanie
z prędkością  proporcjonalną  do  gęstości  ziaren  materiału  surowego.  Aby  warstwa  ziaren
wzbogacanego materiału została uniesiona nad powierzchnię łoŜa roboczego, musi być na tę
warstwę wywarty napór statyczny wznoszącego się strumienia powietrza.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wzbogacalniki powietrzne dzieli się na dwie zasadnicze grupy, do których naleŜą:

−

wzbogacalniki pracujące z pulsującym wznoszącym się strumieniem powietrza
roboczego; wzbogacalniki te noszą równieŜ nazwę wialników;

−

stoły powietrzne, pracujące z ciągłym wznoszącym się strumieniem powietrza roboczego,
przy wstrząsanym ruchu płyty (łoŜa) roboczej.

ŁoŜa  robocze  wzbogacalników  powietrznych  mogą  być  wykonane  z  blach  dziurkowanych,
które  jednak  są  stopniowo  wycofywane  z  uŜytku  ze  względu  na  duŜy  opór  stawiany
przepływającemu  strumieniowi  powietrza  roboczego.  Najczęściej  stosuje  się  obecnie  łoŜa
robocze wykonane z sit plecionych lub sit szczelinowych.

Wzbogacalnik powietrzny systemu - Huty Karol (rys. 17)

Nadawę do wzbogacalnika doprowadza się szczelnie obudowanym zsypem 1 na

nachylone do poziomu łoŜe robocze 2 pierwszego przedziału wzbogacania. ŁoŜe robocze jest
wykonane  z  sita  szczelinowego  o  skośnym  przepływie  pulsującego  strumienia  powietrza.
Głównym  przewodem  3  doprowadza  się  powietrze-robocze  z  wentylatora  tłoczącego
je  do  komory  powietrznej  4  oraz  do  komory  powietrznej  6,  znajdującej  się  pod  łoŜem
roboczym  5 drugiego  przedziału  wzbogacania.  PowyŜej  obu  komór  powietrznych
zabudowane  są  wirujące  klapy  7,  które  w  równych  odcinkach  czasu  zamykają  lub  otwierają
przepływ dla strumienia powietrza roboczego, wywołując w ten sposób jego pulsujący prze-
pływ. Klapy w obu komorach przestawione są w stosunku do siebie o 90 lub 60°.

Rys. 17. Wzbogacalnik powietrzny – Huty Karol [1, T. I, s.452]

Pulsujący strumień powietrza, przepływający przez łoŜa robocze wzbogacalnika,

powoduje  okresowe  podniesienie  i  rozluzowanie  warstwy  wzbogacanego  materiału.
W momencie  przymykania  przepływu  strumienia  powietrza  roboczego  następuje  rozdział
ziaren  materiału  surowego,  zgodnie  z  ich  końcową  prędkością  opadania.  Bezpośrednio  na
łoŜu roboczym tworzy się warstwa ziaren o największej gęstości, a następnie kolejne warstwy
ziaren  o  zmniejszających  się  gęstościach.  W  pierwszym  przedziale  wzbogacalnika  na
powierzchni  łoŜa  roboczego  (w  przypadku  wzbogacania  węgla),  tworzy  się  najszybciej
warstwa odpadów, która jest odprowadzana szczeliną odbiorczą do obrotowego odbieralnika
skrzydełkowego  8,  podającego  je  do  zsypu  9.  Górne  warstwy  wstępnie  rozwarstwionego
materiału  przechodzą  przez  próg  na  łoŜe  robocze  5  drugiego  przedziału  wzbogacalnika.
W przedziale  tym  następuje  ostateczne  rozwarstwienie  materiału  na  lekkie  ziarna  węgla

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

i cięŜsze ziarna produktu pośredniego. Produkt pośredni odprowadzany jest szczeliną
wyładowczą

obrotowego

odbieralnika

skrzydełkowego

podającego

zsypu 11. Koncentrat węglowy jest odbierany zsypem 10. ŁoŜa robocze wzbogacalnika
okryte są szczelną osłoną 12 wyposaŜoną u góry w odlot 13 powietrza roboczego. Powietrze
robocze unosi ze sobą drobne ziarna pyłu, które uławia się w cyklonach lub uławiaczach
innego typu.

Wzbogacanie grawitacyjne w ośrodku wodnym

Wzbogacanie kopalin surowych w ośrodku wodnym, w zaleŜności od rodzaju

stosowanych wzbogacalników, podzielić moŜna na wzbogacanie:

−

w osadzarkach pulsacyjnych,

−

we wzbogacalnikach hydraulicznych,

−

we wzbogacalnikach strumieniowych,

−

na stołach koncentracyjnych,

−

w hydrocyklonach.

Wzbogacanie w osadzarkach pulsacyjnych kopalin uŜytecznych jest oparte na róŜnicy
prędkości opadania w ośrodku wodnym ziaren róŜniących się pomiędzy sobą gęstością.

Główny podział osadzarek pulsacyjnych wynika z ich rozwiązania konstrukcyjnego

elementów, wywołujących ruch pulsacyjny wody roboczej. Dzieli się więc je na osadzarki:

−

tłokowe,

−

beztłokowe,

−

z ruchomym łoŜem roboczym.

Przebieg procesu technologicznego, zachodzącego w osadzarkach pulsacyjnych,

objaśniony będzie na przykładzie osadzarki pulsacyjnej tłokowej.

Osadzarka tłokowa (rys. 18) jest zbudowana w kształcie podłuŜnej skrzyni o dnie
najczęściej zaokrąglonym, podzielonej wzdłuŜ podłuŜnej osi na dwie komory.

Komora robocza I jest wyposaŜona w łoŜe robocze 1, którego dno jest wyłoŜone

na  przykład  sitem  z  blachy  dziurkowanej  3,  natomiast  w  komorze  II  jest  umieszczony
tłok  2 wprawiany  w  pionowy  ruch  posuwisto-zwrotny  mimośrodem  5,  zaklinowanym  na
wale  6, wprawianym  w  ruch  obrotowy  tarczą  napędową  4.  Tłok  ten  przy  swoim  ruchu
posuwisto-zwrotnym  nadaje  wodzie,  wypełniającej  skrzynię  roboczą  osadzarki,  ruch
pulsacyjny  (oscylacyjny).  Dzięki  temu  w  komorze  roboczej  1  –  ponad  łoŜem  roboczym
osadzarki – następuje okresowy ruch wznoszący i opadający strumienia wody.

Rys. 18. Schemat osadzarki pulsacyjnej tłokowej, trójproduktowej [1, T. I, s. 462]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Nadawę do osadzarki podaje się w sposób ciągły, równomiernym strumieniem,

korytem  7  wraz  z  pewną  ilością  wody  transportowej,  umoŜliwiającej  ruch  postępowy
podawanego  materiału.  PoniewaŜ  osadzarka  przedstawiona  na  rys.18  jest  przeznaczona
do  wzbogacania  trójproduktowego,  przeto  łoŜe  robocze  podzielone  jest  na  dwa  odcinki
progiem  8, zaopatrzonym  w  szczelinę  odbiorczą  9  dla  ziaren  produktu  cięŜkiego
(w  przypadku  wzbogacania  węgla  –  dla  odpadów)  oraz  w  próg  10  wyposaŜony  w  szczelinę
odbiorczą  22; słuŜącą  do  odprowadzania  ziaren  produktu  pośredniego  (lub  przejściowego).
Dla  uzyskania  warunków  technologicznych,  umoŜliwiających  rozdział  ziaren  materiału
surowego  według  ich  gęstości,  naleŜy  tak  rozluźnić  warstwę  materiału  surowego  na
powierzchni,  łoŜa  roboczego,  aby  umoŜliwić  ziarnom  zawartym  w  tej  warstwie  opadanie
swobodne lub skrępowane. W okresie ruchu wody roboczej ku górze w przedziale roboczym
(przy  ruchu  tłoka  ku  dołowi)  ziarna  materiału  surowego  zostają  uniesione,  następuje
rozluzowanie  warstwy  wzbogacanego  materiału  i  juŜ  w  momencie  zwalniania  prędkości
wznoszącego  się  strumienia  wody,  gdy  tłok  zbliŜa  się  do  swego  najniŜszego  połoŜenia,
rozpoczyna  się  opadanie  ziaren  z  prędkością  końcową  odpowiadającą  ich  gęstości.  Ziarna
o większej gęstości opadać będą z większą prędkością i w ten sposób prędzej układać się będą
na  powierzchni  sita  łoŜa  roboczego.  Ziarna  o  mniejszej  gęstości  (lŜejsze),  poniewaŜ  mają
mniejszą  prędkość  końcową  opadania,  układać  się  będą  na  ziarnach  o  większej  gęstości
(cięŜszych).  Aby  proces  rozdziału  materiału  surowego  na  łoŜu.  roboczym  osadzarki
przebiegał  prawidłowo,  opadanie  ziaren  powinno  być  zakończone  teoretycznie  tuŜ  przed
momentem rozpoczęcia się ponownego ruchu wody roboczej ku górze.

ZałoŜenie to nie jest praktycznie osiągalne w osadzarkach tłokowych. Ruch tłoka ku

górze  wywołuje  przymusowy  ruch  wody  roboczej  w  komorze  roboczej  ku  dołowi
z  prędkością  proporcjonalną  do  prędkości  poruszającego  się  tłoka.  Przymusowy  (nie
swobodny)  ruch  wody  roboczej  ku  dołowi  powoduje  zmiany  w  prędkości  opadania  ziaren,
zwłaszcza  ziaren  lekkich  (o  mniejszej  prędkości  opadania),  i  wciąganie  tych  ziaren  w  głąb
warstwy  ziaren  cięŜkich  o  większej  prędkości  opadania.  Zjawisko  to  jest  technologicznie
szkodliwe, gdyŜ powoduje zaburzenie prawidłowości procesu rozdziału materiału surowego.
Aby  ograniczyć  do  minimum  prędkość  opadania  wody  w  przedziale  roboczym,  doprowadza
się  pod  tłok  osadzarki  wodę  dodatkową  tzw.  dolną  wodę  roboczą.  Woda  ta,  wypełniając
przestrzeń  pod  podnoszącym  się  ku  górze  tłokiem,  ogranicza  równocześnie  prędkość
opadania wody w przedziale roboczym osadzarki.

Proces wzbogacania w osadzarkach pulsacyjnych moŜe przebiegać według dwu zasad

technologicznych, w zaleŜności od typu osadzarki, a mianowicie według zasady procesu:

−

hydrodynamicznego(osadzanie w warunkach dynamicznych),

−

statycznego (osadzanie w warunkach statycznych).
Zgodnie z zasadą procesu hydrodynamicznego rozdział materiału surowego przebiega

zarówno w prądzie wznoszącym się, jak i opadającym, przy czym osadzanie ziaren
rozpoczyna się juŜ w momencie zmniejszania się prędkości wznoszącego się strumienia wody
do wielkości nieco mniejszej od prędkości opadania ziaren.

W pierwszym okresie wzbogacania, tj. podczas wznoszącego się ruchu wody

w przedziale roboczym osadzarki, wyróŜnia się trzy fazy charakterystyczne:

−

w  pierwszej  fazie,  przy  ruchu  wody  ku  górze,  następuje  rozluzowanie  warstwy
wzbogacanego  materiału  przez  uniesienie  ziaren  ponad  łoŜem  roboczym;  w  fazie  tej
prędkość  opadania  ziaren  jest  równa  zeru,  a  wpływ  gęstości  ziaren  na  zjawiska
technologiczne przewaŜa nad wpływem wielkości ziaren (ich masy);

−

w drugiej fazie, przy stopniowo zmniejszającej się prędkości ruchu wznoszącego się
strumienia wody, rozpoczyna się częściowe opadanie ziaren, przy czym prędkość ich
opadania jest wypadkową pomiędzy prędkością ruchu wody a prędkością opadania ziaren
w spokojnej wodzie (bez ruchu);

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

w trzeciej fazie, przy zanikającym ruchu wznoszącym wody roboczej, następuje opadanie
ziaren  według  zasad  klasyfikacji  hydraulicznej,  przy  czym  na  przebieg  rozdziału  ziaren
duŜy  wpływ  ma  końcowa  prędkość  wznoszącego  się  jeszcze  ruchu  strumienia  wody
roboczej.
Drugi  okres  procesu  wzbogacania  przebiega  podczas  ruchu  wody  roboczej  ku  dołowi.

W okresie tym moŜna równieŜ wyróŜnić trzy fazy osadzania ziaren:

−

w  pierwszej  fazie  następuje  wzrost  prędkości  opadania  ziaren,  aŜ  do  wyrównania  tej
prędkości  z  prędkością  ruchu  wody  ku  dołowi;  rozdział  ziaren  przebiega  zgodnie
z zasada  mi  klasyfikacji  hydraulicznej,  a  wpływ  prędkości  opadania  wody  na  prędkość
ruchu ziaren o róŜnych gęstościach jest minimalny;

−

w drugiej fazie prędkość opadania ziaren jest równa prędkości ruchu wody; w fazie tej,
dla ziaren równo opadających, rozdział następuje wyłącznie w zaleŜności od ich gęstości;

−

w fazie trzeciej prędkość opadania ziaren jest stała, wielkość jej natomiast wynika
z gęstości ziaren; rozdział materiału przebiega zgodnie z zasadami klasyfikacji
hydraulicznej.

W celu uzyskania technologicznie prawidłowej pracy osadzarek pulsacyjnych naleŜy

spełnić trzy podstawowe warunki, a mianowicie:

−

odpowiednio dobrać skalę klasyfikacji materiału surowego kierowanego do wzbogacania,

−

prawidłowo ustalić wysokość pulsacji wody roboczej na łoŜu roboczym osadzarki,

−

prawidłowo dobrać liczbę pulsacji wody roboczej.

Automatyczna regulacja pracy osadzarek

Przebieg procesu wzbogacania w osadzarkach w duŜej mierze zaleŜy od prawidłowego

odbioru  osadzonych  na  łoŜu  roboczym  warstw  produktów  cięŜkich  i  utrzymania  stałej  ich
grubości  (wysokości).  Czas  układania  się  warstw  produktów  podczas  procesu  rozdziału
materiału  surowego  zaleŜy  od  chwilowej  zawartości  ziaren  cięŜkich  i  produktu  pośredniego
w  nadawanym  materiale  surowym,  co  z  kolei  powoduje  duŜe  wahania  grubości  ułoŜonych
warstw produktów wzbogacania.

Wzbogacanie w cieczach cięŜkich

Wzrost trudności wzbogacania surowych kopalin uŜytecznych, spowodowany wzrostem

zawartości  w  nich  przerostów,  a  więc  ziaren  o  gęstości  mieszczącej  się  pomiędzy  gęstością
ziaren  zaliczanych  do  koncentratu  i  ziaren  zaliczanych  do  odpadów,  wymaga  zastosowania
ośrodka  (w  którym  przebiega  proces  wzbogacania),  którego  gęstość  jest  dostosowana  do
gęstości  rozdziału.  Tego  rodzaju  ośrodek  wzbogacania  jest  stosowany  równieŜ  w  tych
przypadkach,  gdy  jest  wymagany  bardzo  dokładny  rozdział  materiału  surowego  o  wysokiej
jednorodności parametrów jakościowych otrzymywanych koncentratów. Takim ośrodkiem są
ciecze cięŜkie.

Cieczą  cięŜką  stosowaną  w  procesach  technologicznych  wzbogacania  nazywa  się  kaŜdą
ciecz, której gęstość jest większa od gęstości wody.

Zastosowanie cieczy cięŜkich w przeróbce mechanicznej opiera się na znanym prawie

fizycznym  pływania  po  powierzchni  cieczy  ziaren  ciała  stałego  o  gęstości  mniejszej  od
gęstości tej cieczy i tonięcia w niej ziaren o gęstości większej. W tym przypadku ciecz cięŜka
jest  sama  czynnikiem  rozdziału  materiału  surowego  na  dwa  produkty  wzbogacania
i  potencjalnie  zupełnie  wystarcza  do  przeprowadzenia  procesu  rozdziału  pod  warunkiem,  Ŝe
gęstość tej cieczy odpowiada ustalonej gęstości rozdziału wzbogacanego materiału. Przy tego
rodzaju  załoŜeniu  proces  technologiczny  przebiega  praktycznie  zupełnie  statycznie,  bez
udziału  dodatkowych  czynników  mechanicznych,  mających  istotny  wpływ  na  przebieg  tego
procesu.  Stosowane  w  tym  procesie  urządzenia  mechaniczne  we  wzbogacalnikach  mają

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zapewnić  ciągłość  przepływu  cieczy  cięŜkiej  przez  wzbogacalnik  oraz  umoŜliwić  ciągłość
odbioru  produktów  wzbogacania.  W  niektórych  przypadkach  urządzenia  mechaniczne,
zabudowane  we  wzbogacalnikach,  słuŜą  do  utrzymania  w  sposób  ciągły  pełnych  własności
technologicznych stosowanej cieczy cięŜkiej.

Bardzo wysoka dokładność przebiegu procesu wzbogacania w cieczach cięŜkich, mała

wraŜliwość  na  okresowe  przeciąŜenia  wzbogacalnika  wzbogacanym  materiałem,  oraz  wiele
innych  zalet  spowodowało,  Ŝe  są  one  coraz  szerzej  stosowane  do  wzbogacania  węgla
surowego, rud Ŝelaza, rud cynkowo-ołowiowych, manganu, wolframu,  cyny, magnetytu, rud
niemetalicznych i wielu innych kopalin uŜytecznych.

Ciecze cięŜkie zawiesinowe

Podstawową cieczą cięŜką dla przemysłowych procesów wzbogacania jest ciecz cięŜka

zawiesinowa. Ciecz cięŜka zawiesinowa jest to mieszanina wody i miałko rozdrobionego
minerału cięŜkiego, nierozpuszczalnego w wodzie, lecz tworzącego w niej zawiesinę. Minerał
cięŜki stosowany do tworzenia zawiesiny nazywa się obciąŜnikiem. Wymiar największych
ziaren obciąŜnika nie przekracza zazwyczaj 0,1 do 0,3 mm.

MoŜna zatem przyjąć następujące określenie definiujące ciecz cięŜką zawiesinową: jest

to bardzo drobno uziarniona zawiesina utworzona z jednego lub kilku ciał stałych o wysokiej
gęstości w podstawowym ośrodku wodnym.

ObciąŜnikami do sporządzania cieczy cięŜkich zawiesinowych są: piasek kwarcowy,

baryt, magnetyt.

Ciecz cięŜka zawiesinowa stanowi zbiór bardzo drobnych ziaren obciąŜnika

równomiernie rozproszonych w wodzie i znajdujących się w stanie pozornego zawieszenia
lub pływania. Ziarna te jednak w rzeczywistości opadają w wodzie z niniejszą lub większą
prędkością w zaleŜności od rodzaju zastosowanego obciąŜnika i jego uziarnienia.

Mając na uwadze prędkość opadania ziaren obciąŜnika w wodzie, ciecze cięŜkie

zawiesinowe moŜna podzielić na dwie grupy, a mianowicie:

−

ciecze cięŜkie o zawiesinie stałej,

−

ciecze cięŜkie o zawiesinie niestałej.

Charakterystyczne własności cieczy cięŜkiej zawiesinowej

Ciecz cięŜką zawiesinową charakteryzuje wiele czynników fizycznych, z których

najwaŜniejsze są:

−

gęstość,

−

lepkość,

−

stałość zawiesiny (obciąŜnika),

−

odporność obciąŜnika na rozdrabianie mechaniczne ziaren w okresie jego obiegu
roboczego,

−

odporność ziaren obciąŜnika na działanie chemiczne ośrodka.

Ogólne zasady wzbogacania w cieczach cięŜkich

Ciecze zawiesinowe stosowane do wzbogacania surowych kopalin na skalę przemysłową

powinny odznaczać się duŜą stałością zawiesiny w celu uniknięcia wahań jej gęstości, a tym
samym  w  celu  uzyskania  produktów  wzbogacania  o  ustabilizowanych  parametrach
jakościowych.  Poza  tym  w  celu  uzyskania  moŜliwości  wzbogacania  klas  ziarnowych  o  dość
niskim  dolnym  wymiarze  tej  klasy,  ciecz  zawiesinowa  powinna  charakteryzować  się  małą
lepkością. Równocześnie jednak dla łatwiejszego odzyskania obciąŜnika, po wykonaniu pracy
wzbogacania, i zmniejszenia jego strat korzystna jest mniejsza jego stałość, w przypadku gdy
odzysk  obciąŜnika  jest  prowadzony  sposobem  grawitacyjnym.  Odzysk  obciąŜnika,
charakteryzującego  się  bardzo  wysoką  stałością  w  urządzeniach  typu  grawitacyjnego,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wymaga zainstalowania urządzeń o duŜej pojemności i powierzchni roboczej. System
grawitacyjnego odzysku obciąŜnika stosowany jest głównie w przypadku obciąŜników
o duŜej gęstości i małej stałości.

Proces odzysku obciąŜnika jest określany jako regeneracja. NiezaleŜnie od grawitacyjnej

regeneracji  obciąŜnika,  stosowanej  przede  wszystkim  do  obciąŜników  kwarcowych
(piaskowych),  stosuje  się  regenerację  magnetyczną  dla  obciąŜników  o  własnościach
magnetycznych  (magnetyt,  hematyt,)  lub  regenerację  flotacyjną  dla  takich  obciąŜników  jak
baryt i piryt. W celu zwiększenia odzysku obciąŜnika wszystkie produkty wzbogacania muszą
być  dokładnie  spłukane  czystą  wodą.  Woda  ta,  określana  jako  ciecz  zawiesinowa
rozcieńczona, kierowana jest do urządzeń regeneracyjnych. Jednak w przemysłowym procesie
wzbogacania  część obciąŜnika jest odprowadzana wraz z produktami  wzbogacania, a pewna
jego  część  jest  tracona  w  urządzeniach  regeneracyjnych  i  w  procesach  odmulania  cieczy
zawiesinowej.

Ubytek obciąŜnika w cieczy zawiesinowej jest spowodowany nie tylko jego stratą

w produktach wzbogacania, lecz równieŜ przez częściową utratę jego własności. Na przykład
magnetyt,  charakteryzujący  się  wyraźną  strukturą  krystaliczną,  dość  trudno  –  w  czasie  jego
obiegu roboczego – rozdrabia się na ziarna o wymiarze koloidalnym i nie jest odprowadzany
z  obiegu  w  procesie  odmulania  cieczy  zawiesinowej.  ObciąŜniki  o  miękkiej  i  kruchej
strukturze ziaren ulegają stopniowemu rozdrobieniu w obiegu roboczym, przy czym niektóre
z nich tworzą zawiesinę o charakterze koloidalnym, zwiększając lepkość cieczy. Ziarna tego
rodzaju  muszą  być  usuwane  z  obiegu  w  procesie  odmulania,  co  powoduje  zwiększanie  się
strat  (zuŜycia)  obciąŜnika.  Straty  obciąŜnika  wzrastają  równieŜ  w  przypadku
niekontrolowanego  nadmiernego  jego  rozdrobienia  w  czasie  przygotowywania  go  do
uzupełnienia  strat,  przy  czym  przewaŜająca  ilość  tych  ziaren  jest  odprowadzana  z  obiegu
roboczego w procesie odmulania cieczy roboczej.

Wzbogacanie w cieczach zawiesinowych moŜe przebiegać w sposób statyczny, ściśle

według  załoŜonej  gęstości  tej  cieczy.  Niemniej  jednak  w  warunkach  wzbogacania
przemysłowego  nie  istnieje  moŜliwość  utrzymania  cieczy  zawiesinowej  w  zupełnym
bezruchu,  choćby  ze  względu  na  konieczność  odprowadzenia  ze  wzbogacalnika  produktów
wzbogacania.  Z  tej  teŜ  przyczyny,  dla  uzyskania  ciągłości  procesu,  ciecz  zawiesinowa  musi
mieć  ruch  (przepływ)  poziomy,  umoŜliwiający  odprowadzenie  produktu  pływającego.
Umieszczenie  krawędzi  progu  przelewowego  poniŜej  krawędzi  rynny  nadawczej  zapewnia
poziomy przepływ cieczy. Przy załoŜonej niskiej warstwie strumienia odprowadzanej cieczy
ze  wzbogacalnika,  a  więc  przy  małej  prędkości  przepływu  cieczy,  zabudowuje  się  nad
progiem  przelewowym  urządzenie  zgarniające,  którego  elementy  robocze  są  zanurzone
poniŜej zwierciadła cieczy.

Proces wzbogacania we wzbogacalnikach zawiesinowych pozwala w zasadzie –

w pojedynczym wzbogacalniku – na wydzielenie tylko dwu produktów wzbogacania przy
gęstości rozdziału ustalonej gęstością zastosowanej cieczy zawiesinowej. W przypadku
konieczności

wzbogacania

trójproduktowego

stosuje

się

układ

dwu

odrębnych

wzbogacalników  zasilanych  dwoma  odrębnymi  obiegami  cieczy  roboczej  o  odpowiednio
dobranych  gęstościach.  Wzbogacalniki  trojproduktowe  są  konstruowane  jako  zwarty  zespół
konstrukcyjny  dwu  wzbogacalników  dwuproduktowych.  W  niektórych  rozwiązaniach
konstrukcyjnych  uzyskuje  się  wzbogacanie  trójproduktowe,  wykorzystując  mniejszą  stałość
zawiesiny, która opadając zwiększa gęstość niŜszych warstw cieczy we wzbogacalniku, oraz
doprowadzając  do  tej  warstwy  określoną  ilość  dodatkowej  cieczy  zawiesinowej
o zwiększonej gęstości. Wzbogacalniki tego rodzaju są wyposaŜone w dodatkowe urządzenia
mechaniczne, słuŜące do odprowadzenia ziaren produktu pośredniego (przejściowego).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Proces wzbogacania w cieczach zawiesinowych wymaga wprowadzenia dodatkowych

operacji pomocniczych, związanych bezpośrednio z tym rodzajem technologii wzbogacania;
do operacji tych zalicza się:

−

wyodrębnione  obiegi  cieczy  zawiesinowej  o  gęstości  roboczej  i  obiegi  cieczy
rozcieńczonej;  przy  wzbogacaniu  trójproduktowym  konieczne  są  dwa  odrębne  obiegi
roboczej  cieczy  zawiesinowej  o  róŜnych  gęstościach  cieczy  oraz  obieg  cieczy
rozcieńczonej;

−

obieg odmulania i oczyszczania cieczy zawiesinowej;

−

regenerację obciąŜnika i uzupełnianie strat obciąŜnika w obiegu roboczym;

−

kontrolę i regulację gęstości cieczy roboczej.

Wzbogacalniki zawiesinowe

Najczęściej przyjmuje się podział wzbogacalników oparty na cechach konstrukcyjnych

lub konstrukcyjno-technologicznych na wzbogacalniki:

−

z kołami łopatkowymi,

−

korytowe,

−

głębokie z mechanicznym odbiorem produktów,

−

z mechaniczną stabilizacją obciąŜnika,

−

z podnośnikami hydrauliczno-powietrznymi,

−

zawiesinowe hydrauliczne,

−

bębnowe obrotowe,

−

hydrocyklonowe,

−

innych typów.

Wzbogacalnik

zawiesinowy

dwuproduktowy

typu

Disa-2S.

Dwuproduktowe

wzbogacalniki  Disa-2S  buduje  się  w  czterech  wielkościach.  Wzbogacalniki  te  stosuje  się  do
wzbogacania  węgla;  mogą  być  one  stosowane  równieŜ  do  wzbogacania  rud.  Uziarnienie
kopaliny  surowej  kierowanej  do  wzbogacania  moŜe  wynosić  od  10  do  400  mm.
Wzbogacalniki tego typu dostosowane są do pracy z magnetytową cieczą zawiesinową.

Rys. 19. Wzbogacalnik zawiesinowy dwuproduktowy Disa-2S [1, T. I, s. 606]

Do skrzyni 1 wzbogacalnika (rys. 19a) umocowane jest koryto robocze 2, wyposaŜone

w zsuwnię nadawczą 3 i w zsuwnię odbiorczą 4 produktu lekkiego. Koło wynoszące
5 produktu cięŜkiego jest zawieszone na pasie gumowym 6, opasującym bęben napędowy

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7. Koło  łopatkowe  5  jest  dociskane  do  pasa  napędowego  rolkami  17  (rys.  19b),  a  jego
pionowe  prowadzenie  zabezpieczają  rolki  18  zabudowane  po  obu  stronach  zewnętrznej
obudowy  koła.  Nadawa  jest  podawana  do  koryta  nadawczego  3  bezpośrednio  na
powierzchnię  lustra  cieczy.  Produkt  lekki  jest  odbierany  korytem  odbiorczym  4.  Produkt
cięŜki  opada  do  koszy  8  koła  wynoszącego  i  zsypywany  jest  do  koryta  odbiorczego  9.
Produkt lekki zgarniany jest z powierzchni cieczy łopatkami 10 zgarniacza obrotowego 11.

Ciecz zawiesinową podaje się do skrzyni wzbogacalnika przewodami 12

oraz 13 o wąskich szczelinach wypływu oraz dwoma przewodami 14, zabudowanymi poniŜej
koryta nadawczego 3, przy czym ciecz wprowadzana jest poniŜej lustra cieczy wypełniającej
skrzynię  wzbogacalnika.  W  okresach  czyszczenia  wzbogacalnika  opróŜnia  się  go  z  cieczy
rurą  odpływową  zamkniętą  zaworem  15.  Bęben  7  napędzany  jest  silnikiem  poprzez
przekładnię  16.  Koryto  odbiorcze  produktu  cięŜkiego  jest  zabudowane  w  najwyŜszym
punkcie  wewnętrznego  obwodu  koła  łopatkowego,  co  umoŜliwiło  skonstruowanie  koryta
roboczego o maksymalnej szerokości roboczej. Wzbogacalniki są wyposaŜone w pomosty 19
dla obsługi, wsparte na konstrukcji nośnej 20 oraz w drabinki 21.

Wzbogacalnik zawiesinowy trójproduktowy typu Disa-3S. Trójproduktowy wzbogacalnik
typu  3S  jest  konstrukcją  bliźniaczą,  złoŜoną  z  dwu  dwuproduktowych  wzbogacalników
połączonych w jedną całość po uprzednim dokonaniu koniecznych adaptacji konstrukcyjnych.

Wzbogacalniki pracują zasilane magnetytową cieczą zawiesinową doprowadzaną z dwu

odrębnych  obiegów  roboczych,  róŜniących  się  gęstościami  tych  cieczy,  dostosowanymi  do
gęstości  rozdziału  w  obiegu  wzbogacania  głównego  pomiędzy  produktem  lekkim
a  produktem  przejściowym  oraz  w  obiegu  wzbogacania  wtórnego  pomiędzy  produktem
przejściowym a produktem cięŜkim.

Rys. 20. Wzbogacalnik zawiesinowy trójproduktowy Disa-3S [1, T. I, s.608]

Koryta robocze 1 wzbogacalnika (rys. 20) są umocowane do dwu odrębnych

skrzyń  8, w których  są  zanurzone  koła  łopatkowe  4.  Koryta  robocze  od  strony  zasilania  ich
wzbogacanym  materiałem  są  połączone  pomiędzy  sobą  w  jedną  całość  konstrukcyjną.  Na
konstrukcji  wsporczej  3  umocowane  są  podesty  obsługi  9  oraz  konstrukcja  podporowa
bębnów 10, napędzających koła łopatkowe.

Bębny napędowe są uruchamiane z przekładni napędowych 15. Prostopadle do

płaszczyzny  kół  łopatkowych  umocowana  jest  oś  5,  słuŜąca  do  podparcia  koła  łopatkowego
w  okresie  montaŜu  lub  w  przypadku  pęknięcia  gumowego  pasa  napędowego.  Odpowiednie
zanurzenie  koła  łopatkowego  utrzymują  krąŜki  11,  natomiast  pionowe  prowadzenie  koła

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zabezpieczają zestawy krąŜków 12. Ciecz zawiesinową doprowadza się przewodami, osobno
do  kaŜdej  skrzyni  w  ich  dolnej  części,  poprzez  wąskie  szczeliny  (płaskie  dysze)
umiejscowione  na  dwu  poziomach  oraz  przewodami  16,  znajdującymi  się  tuŜ  przy  ścianie
działowej.  Przewody  są  osłonięte  blachami,  zabezpieczającymi  je  przed  uszkodzeniem
materiałem podawanym do wzbogacania.

Nadawę podaje się korytem nadawczym 7 w pobliŜe ściany działowej. Ziarna produktu

lekkiego  odprowadzane  są  korytem  odbiorczym  29.  Zgarniacz  łopatkowy  14  ułatwia
odprowadzenie  tego  produktu.  Tonący  w  cieczy  produkt  przejściowy  oraz  produkt  cięŜki
podnoszone  są  kołem  łopatkowym  i  zsypywane  do  koryta  20,  podającego  ten  materiał  do
drugiego  przedziału  wzbogacalnika.  W  przedziale  tym  następuje  wydzielenie  pływającego
produktu  przejściowego,  który  jest  odprowadzany  korytem  21.  Zgarniacz  łopatkowy
przyspiesza  odprowadzenie  tego  produktu  z  powierzchni  cieczy.  Produkt  cięŜki  tonący
w cieczy jest podnoszony kołem łopatkowym i wysypywany na zsuwnię 6.

Wzbogacalniki głębokie z mechanicznym odbiorem produktów wzbogacania

Wzbogacalniki tej grupy charakteryzują się głęboką skrzynią roboczą o duŜej pojemności

cieczy  roboczej.  Produkty  wzbogacania  są  odbierane  ze  wzbogacalnika  przenośnikami
zgrzebłowymi  lub  podnośnikami  zgrzebłowymi,  przy  czym  w  niektórych  rozwiązaniach
konstrukcyjnych  do  odbioru  ziaren  produktu  lekkiego  stosuje  się  obrotowe  zgarniacze
skrzydełkowe.  Ze  względu  na  duŜą  głębokość  skrzyni  roboczej  istnieje  moŜliwość
równoczesnego  otrzymywania  trzech  produktów  wzbogacania,  wykorzystując  moŜliwość
wytworzenia w skrzyni roboczej warstw cieczy zawiesinowej o rosnącej – wraz z głębokością
– gęstości cieczy.

Wzbogacalnik  zawiesinowy  trójproduktowy  typu  Tromp  (rys.  21).  Wzbogacalnik  ten
moŜe  pracować  z  zastosowaniem  cieczy  zawiesinowej  magnetytowej,  z  wypałków
pirytowych  lub  z  zendry  kuziennej  –  o  uziarnieniu  poniŜej  100  µm;  moŜe  być  równieŜ  sto-
sowana mieszanina tych trzech obciąŜników.

Rys. 21. Wzbogacalnik zawiesinowy trójproduktowy Tromp [1, T. I, s. 625]

Wzbogacalnik jest skonstruowany w postaci głębokiej skrzyni o przekroju pionowym

zbliŜonym  do  trójkąta.  Nadawę  do  wzbogacalnika  podaje  się  zsuwnią  nadawczą  1  na
powierzchnię cieczy zawiesinowej. Ziarna produktu lekkiego unoszone na powierzchni cieczy
transportowane  są  dolną  gałęzią  przenośnika  zgrzebłowego  2  na  wznoszące  się  ku  górze
szczelinowe sito odwadniające 3 i do rynny wyładowczej 4. Ciecz zawiesinową doprowadza
się  czterema  rurami  5,  6,  7  oraz  8  do  komór  rozdzielczych,  z  których  wypływa  ona
szczelinami  wlotowymi  rozmieszczonymi  na  czterech  poziomach  w  pionowej  ścianie  –  od

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

strony  zasilania  wzbogacalnika  nadawą.  KaŜdy  z  kolejno  doprowadzonych  strumieni  cieczy
zawiesinowej  ma  gęstość  wzrastającą  od  góry  ku  dołowi,  przy  czym  kaŜdy  z  tych  strumieni
ma wyodrębniony zamknięty obieg roboczy. W ten sposób powstaje w skrzyni roboczej kilka
stref o stopniowo wzrastającej gęstości tak uregulowanej, aby na pewnej załoŜonej głębokości
gęstość  ta  odpowiadała  gęstości  rozdziału  pomiędzy  produktem  przejściowym  a  produktem
cięŜkim.  Poziomo  płynące  strumienie  cieczy  zawiesinowej  wypływają  ze  wzbogacalnika
przez  szczeliny  wylotowe  zabezpieczone  sitami  szczelinowymi  9,  11  oraz  12  do
wylewów  13, 14  i  15.  Zawieszone  w  tej  strefie  ziarna  produktu  przejściowego  płyną  wraz
z  cieczą  w  kierunku  skośnie  zabudowanego  przenośnika  zgrzebłowego  16,  wynoszącego  je
ponad zwierciadło cieczy do przelewu wyładowczego 17. Produkt przejściowy odwadnia się
z cieczy roboczej, a następnie opłukuje z ziaren obciąŜnika na przesiewaczu odwadniającym.
Ziarna  produktu  cięŜkiego  opadające  na  dno  wzbogacalnika  są  wynoszone  podnośnikiem
zabudowanym u wylotu skrzyni roboczej.

Ilość cieczy zawiesinowej doprowadzanej do kolejnych obiegów regulowana jest

automatycznie regulatorami.

Flotacja  jest  to  wzbogacanie  fizykochemiczne,  czyli  rozdział  materiału  surowego  według
zdolności unoszenia się w ośrodku ciekłym. W procesie tym wzbogaca się ziarna od 5 µm do
1  mm  (w  praktyce  0,5  mm).  Do  rozdziału  wykorzystuje  się  własności  fizykochemiczne
ziarna,  np.  powierzchniową  zwilŜalność  lub  trudnozwilŜalność  powierzchniową  ziarna  lub
własności  hydrofobowe  (ziarna  niezwilŜalne  –  kamień)  i  hydrofilne  (ziarna  zwilŜalne  –
koncentrat). Najczęściej stosuje się flotację pianową.

RozróŜniamy flotacje kolektywną, podczas której wydzielamy wszystkie ziarna

uŜyteczne oraz flotację selektywną, podczas której wydzielamy róŜne klasy koncentratu.

W procesie flotacji wyróŜniamy następujące fazy: stała – nadawa, ciekła – menty,

gazowa  –  pęcherzyki.  W  czasie  flotacji  naleŜy  utrzymywać  Ŝądane  stęŜenie  pH  ośrodka
ciekłego. W czasie flotacji moŜe wystąpić zjawisko flokulacji, zwiększenia wydajności, czyli
przyczepianie się kilku ziarenek do jednego pęcherzyka powietrza.

Flotacja pianowa polega na przyczepianiu się ziaren mineralnych do pęcherzyków powietrza
wprowadzonego  do  mieszaniny  zwanej  mentami  flotacyjnymi  (woda  +  drobno  zmielona
kopalina).  Pęcherzyki  powietrza  wraz  z  przyczepionymi  do  nich  ziarnami  wypływają  na
powierzchnie tworząc tam pianę, która jest wygarniana do koryta.

Odczynniki flotacyjne

W procesie technologicznym flotacji decydujące znaczenie mają odczynniki flotacyjne,

wpływające w sposób zasadniczy na jakościowy przebieg wzbogacania oraz na prędkość tego
przebiegu. Od jakości i rodzaju dobranych odczynników flotacyjnych oraz od ich własności
zaleŜy skuteczność i ekonomika flotacji. Szczególnie waŜnym problemem jest dobór
właściwych odczynników przy wzbogacaniu rud.

Odczynniki flotacyjne, zaleŜnie od rodzaju ich oddziaływania na przebieg procesu

technologicznego, dzieli się na:

−

pianotwórcze,

−

zbierające (zbieracze lub kolektory),

−

modyfikujące (regulatory flotacji).
Do odczynników modyfikujących naleŜą:

−

odczynniki depresujące (depresory),

−

odczynniki aktywujące (aktywatory),

−

regulatory pH zmieniające stopień stęŜenia jonów wodorowych w zawiesinie flotacyjnej,

−

peptyzatory i flokulatory,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

odczynniki oczyszczające ośrodek wzbogacania flotacyjnego.

Odczynniki  pianotwórcze.  Odczynniki  tej  grupy  stosuje  się  do  wytworzenia  moŜliwie
trwałej piany. Uzyskuje się to przez powleczenie powierzchni pęcherzyków powietrza, na ich
kontakcie  fazowym:  gaz-ciecz,  błonką  odczynnika  pianotwórczego,  zmniejszającą  napięcie
powierzchniowe na granicy tych faz.

Odczynniki  zbierające.  Odczynniki  te  wprowadzone  do  zawiesiny  flotacyjnej  pokrywają
bardzo  cienką  błonką  powierzchnię  ziaren  flotujących,  eliminują  do  minimum  hydratację
powierzchni  ziaren,  ułatwiają  mineralizację  tych  ziaren  na  powierzchni  pęcherzyków
powietrza  i  umoŜliwiają  tym  samym  szybkie  wyniesienie  ich  na  powierzchnię  zawiesiny
flotacyjnej.

Odczynniki modyfikujące. Odczynniki takie stosowane są do:

−

modyfikacji  powierzchni  ziaren  flotujących,  przy  czym  dwie  ich  grupy  mają  własności
przeciwne,  a  mianowicie:  pierwsza  grupa  modyfikatorów  ma  za  zadanie  uaktywnienie
powierzchni  ziaren  i  nadanie  ziarnom  własności  flotacyjnych;  odczynnika  tej  grupy
nazywa  się  aktywatorami,  natomiast  druga  grupa  tych  odczynników  ma  za  zadanie
okresowe  (chwilowe)  pozbawienie  ziaren  ich  własności  flotacyjnych;  odczynniki  tej
grupy nazywa się depresorami;

−

regulacji stęŜenia jonów wodorowych (pH) ośrodka flotującego; regulatory dzieli się na
alkalizujące, których zadaniem jest zwiększenie stopnia zasadowości ośrodka,
i zakwaszające, tj. zwiększające odczyn kwaśny ośrodka flotującego;

−

koagulacji i peptyzacji.

Odczynniki  oczyszczające.  Odczynniki  tego  typu  są  niezbędne  w  procesie  flotacji,  gdyŜ
w  wyniku  zachodzących  reakcji  chemicznych  pomiędzy  wszystkimi  składnikami  zawiesiny
flotacyjnej  mogą  powstać  dodatkowe  substancje  –  związki  chemiczne,  których  obecność
w  ośrodku  flotacyjnym  moŜe  utrudniać,  a  nawet  uniemoŜliwiać  przebieg  procesu
technologicznego (substancje aflotacyjne).

Flotowniki  dzieli  się  według  ich  rozwiązania  konstrukcyjnego,  sposobu  aeracji  zawiesiny
flotacyjnej i ich przeznaczenia technologicznego. W większości jednak przypadków podziału
dokonuje się według sposobu aeracji zawiesiny flotacyjnej.
Na podstawie tego załoŜenia flotowniki dzieli się na:

−

flotowniki mechaniczne, w których aeracja zawiesiny flotacyjnej następuje pod wpływem
działania wirnika zanurzonego w zawiesinie i zasysającego powietrze z atmosfery oraz
flotowniki mechaniczno-pneumatyczne, w których zawiesinę flotacyjną napowietrza się
powietrzem spręŜonym dostarczanym z zewnątrz i dyspergowanym przez wirnik;

−

flotowniki pneumatyczne, w których zawiesinę flotacyjną napowietrza się powietrzem
spręŜonym, a jego dyspergowanie następuje przez porowatą przeponę lub przez
swobodny jego przepływ przez warstwę zawiesiny flotacyjnej;

−

flotowniki próŜniowe – aeracja następuje przez obniŜenie ciśnienia ponad zwierciadłem
zawiesiny flotacyjnej;

−

flotowniki innych typów.

Flotowniki mechaniczne i mechaniczno-pneumatyczne

We flotownikach mechanicznych wytwarzanie pęcherzyków powietrza następuje przez

szybkie mieszanie zawiesiny flotacyjnej wirującym wirnikiem. Wytwarzane pęcherzyki mają
w przewaŜającej mierze średnice od 0,5 do 1,2 mm (około 80%). Pozostała ilość

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

pęcherzyków  ma  średnice  większe  lub  mniejsze.  Do  flotowników  mechaniczno-
pneumatycznych  dostarcza  się  dmuchawami  (spręŜarkami)  dodatkowe  powietrze  w  rejon
wirowania wirnika, zwiększając w ten sposób stopień nasycenia zawiesiny flotacyjnej pęche-
rzykami  powietrza.  Flotowniki  mechaniczne  i  mechaniczno-pneumatyczne  buduje  się  jako
flotowniki  komorowe,  w  których  w  czasie  przebiegu  procesu  flotacji  zawiesina  flotacyjna
przepływa przez kolejne komory  poprzez specjalne skrzynki pośrednie, oraz jako flotowniki
korytowe,  w  których  nie  ma  przegród  wydzielających  w  sposób  jednoznaczny  kolejne
komory, a podział flotownika na przedziały dokonany jest przegrodami nie dochodzącymi do
dna flotownika. Flotowniki mechaniczne i mechaniczno-pneumatyczne naleŜą do najbardziej
rozpowszechnionej grupy konstrukcyjnej flotowników na świecie.

Flotowniki pneumatyczne

We flotownikach pneumatycznych wytwarzanie pęcherzyków powietrza w zawiesinie

flotacyjnej następuje przez wprowadzanie do niej w sposób ciągły powietrza spręŜonego,
przepływającego przez porowatą przesłonę lub bezpośrednio wtłaczanego do tej zawiesiny.

Flotowniki próŜniowe

We flotownikach próŜniowych czynnikiem roboczym, powodującym aerację zawiesiny

flotacyjnej,  jest  gaz  (powietrze)  rozpuszczony  w  wodzie  (w  zawiesinie  flotacyjnej),  który
wydziela  się  z  niej  w  postaci  pęcherzyków  powietrza  w  wyniku  wytworzenia  podciśnienia
nad  zwierciadłem  zawiesiny.  W  wodzie  znajdującej  się  pod  ciśnieniem  atmosferycznym
objętość rozpuszczonego w niej powietrza wynosi 2% jej objętości.

Flotownik  mechaniczny  typu  FM-2,5.  Flotownik  ten  słuŜy  do  wzbogacania  rud
ołowiowych, ołowiowo-cynkowych, miedzi, molibdenu, antymonu, cyny, barytu oraz pirytu,
soli potasowych i talku.

Flotownik składa się z szeregu zespołów dwukomorowych (rys. 22) kompletowanych –

w zaleŜności od potrzeb technologicznych – w odpowiednio duŜe układy.

Rys. 21. Flotownik mechaniczny FM-2,5 [1, T. II, s. 119]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W stalowej komorze 1 flotownika jest zabudowany pionowy wał 3 napędzany

silnikiem  2 poprzez  układ  pasów  klinowych  4.  Wirnik  5  o  budowie  klatkowej  (rys.  22  –
szczegół  A)  jest  umocowany  w  dolnym  końcu  wału.  Górna  powierzchnia  wirnika  wy-
posaŜona  jest  w  sześć  wygiętych  łopatek,  wykonanych  w  postaci  nadlewów.  Wirnik  ma
wewnątrz  cztery  łukowo  wygięte  łopatka.  TuŜ  nad  wirnikiem  umieszczona  jest  nieruchoma
tarcza  6,  umocowana  do  krzyŜownicy  7.  Wielkość  szczeliny  pomiędzy  wirnikiem  a  tarczą
6 ustawia  się  za  pomocą  śrub  nastawczych.  Współosiowo  do  wału  wirnika  umieszczona  jest
rura powietrzna 8 z czterema otworami 9. W czasie pracy flotownika przez otwory te wpływa
– zassana wirnikiem – zawiesina flotacyjna, która wprowadzana jest z powrotem do komory
roboczej flotownika górnymi łopatkami wirnika.

Zawiesina flotacyjna wprowadzona wirnikiem do dolnej części, komory roboczej

nasycana jest powietrzem zasysanym rurą powietrzną 8 z atmosfery. Powietrze atmosferyczne
jest  zasysane  dzięki  wytworzeniu  w  rurze  8  (ponad  otworami  9)  podciśnienia.  Układ  ten
umoŜliwia  wewnętrzną  cyrkulację  zawiesiny  flotacyjnej  oraz  jej  napowietrzanie.  Rozbijania
zassanego powietrza na pęcherzyki dokonuje mechanicznie wirnik. Pewna ilość pęcherzyków
powietrza  wyzwala  się  w  strefie  przy  wirnikowej  z  powietrza  rozpuszczonego  w  zawiesinie
flotacyjnej.  TuŜ  pod  wirnikiem  umocowana  jest  tarcza  10.  Odległość  wirnika  od  tej  tarczy
reguluje się opuszczaniem lub podnoszeniem pionowego wału wirnika.

Nadawę doprowadza się do pierwszej komory flotownika przewodem 16 tuŜ pod wirnik.

Tłoczona wirnikiem zawiesina flotacyjna, nasycona pęcherzykami powietrza, wpływa ruchem
wirowym  do  dolnej  części  komory  flotacyjnej.  Pionowa  krzyŜownica  7,  stanowiąca  rodzaj
statora,  uspokaja  ruch  wirowy  zawiesiny,  która  z  kolei  przepływa  ku  górze  przez  otwory
(o wymiarze  100  mm)  poziomego  sita  17.  Zadaniem  tego  sita  jest  ostateczne  uspokojenie
ruchu  wirowego  zawiesiny  i  jej  laminarny  przepływ  do  górnej  części  komory.  W  dolnej
części  komory  flotacyjnej  następuje  juŜ  zasadnicza  mineralizacja  pęcherzyków  powietrza.
Uzupełniająca  mineralizacja  pęcherzyków  powietrza  następuje  w  górnej  części  komory.
Unoszące  się  ku  górze  zmineralizowane  pęcherzyki  powietrza  kierowane  są  nachyloną
ś

cianką 18 w kierunku krawędzi odbiorczej flotownika.

Zmineralizowana piana jest zgarniana z powierzchni zawiesiny flotacyjnej zgarniaczami

19. Nadmiar zawiesiny flotacyjnej (doprowadzanej do flotownika w sposób ciągły) przepływa
do  zbiornika  14,  przez  nastawny  przelew  15,  z  którego  przewodem  13  i 11  jest zasysana  do
sąsiedniej  komory  flotownika.  Flotownik  opróŜnia  się  z  zawiesiny  flotacyjnej  przez  wyjęcie
korka  12.  Odpady  flotacyjne  odprowadza  się  przewodem  20.  Zgarniacze  napędzane  są
silnikiem 21 przez reduktor 22 i koła napędowe 23.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Jakie są własności fizyczne wykorzystywane przy wzbogacaniu?

Jakie znasz rodzaje wzbogacania?

Co to jest wzbogacanie grawitacyjne?

Jakie znasz rodzaje osadzarek pulsacyjnych?

Co to jest ciecz cięŜka zawiesinowa?

Jakie są własności cieczy cięŜkiej zawiesinowej?

Jakie znasz rodzaje wzbogacalników zawiesinowych?

Co to jest flotacja pianowa?

Co to są odczynniki flotacyjne?

10.

Jak dzielimy flotowniki?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Rozpoznaj na podstawie opisu budowy i zasady działania wzbogacalniki i dokonaj ich

klasyfikacji.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,

odszukać w materiałach dydaktycznych rodzaje wzbogacalników,

zapoznać się z klasyfikacją wzbogacalników,

rozpoznać wzbogacalniki,

sklasyfikować wzbogacalniki,

opisać i narysować rozpoznane wzbogacalniki.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania i kreślenia,

−

poradnik dla ucznia,

−

materiały dydaktyczne,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Rozpoznaj na podstawie opisu budowy i zasady działania flotowniki i dokonaj ich

klasyfikacji.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,

odszukać w materiałach dydaktycznych rodzaje flotowników,

zapoznać się z klasyfikacją flotowników,

rozpoznać flotowniki,

sklasyfikować flotowniki,

opisać i narysować rozpoznane flotowniki.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania i kreślenia,

−

poradnik dla ucznia,

−

materiały dydaktyczne,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

omówić wzbogacanie w ośrodku powietrznym?

omówić wzbogacanie w ośrodku wodnym?

omówić wzbogacanie w cieczach cięŜkich?

omówić zasadę działania osadzarki pulsacyjnej?

omówić budowę i zasadę działania wzbogacalników zawiesinowych
typu Disa?

omówić zasadę działania wzbogacalnika typu Tromp?

omówić zasadę działania flotownika mechanicznego?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Odwadnianie

produktów

wzbogacania,

chemiczne

wzbogacanie kopalin

4.4.1. Materiał nauczania

Odwadnianie produktów wzbogacania

We wszelkiego rodzaju mokrych procesach przeróbczych otrzymuje się produkty ze

znacznymi  nieraz  ilościami  wody.  Do  procesów  tego  rodzaju  naleŜy  klasyfikacja
hydrauliczna, wzbogacanie grawitacyjne w ośrodku wodnym, wzbogacanie flotacyjne, mokre
wzbogacanie  magnetyczne,  odmulanie  i  przemywanie  kopalin  itp.  Produkty  wzbogacania,
a więc koncentraty, produkty pośrednie lub przejściowe i odpady, naleŜy odwodnić przed ich
skierowaniem  do  zuŜycia,  przetwórstwa,  magazynowania  lub  na  zwałowiska.  Stopień
odwadniania  zaleŜy  od  wymagań  rynku  zbytu  lub  warunków  dalszej  przeróbki  tych
produktów (przeróbka metalurgiczna, chemiczna, koksownictwo, energetyka itp.).

Wodę roboczą odprowadzoną z produktów wzbogacania, po jej oczyszczeniu

z pozostałych w niej drobno uziarnionych ciał stałych, kieruje się z powrotem do obiegu.
ZaleŜnie od ilości wody zawartej w produktach wzbogacania określa się je jako: mokre,
wilgotne, powietrzno-suche, suche,

Odwadnianie produktów polega na mechanicznym usuwaniu z nich wody. Efekt

odwadniania  zaleŜy  od  porowatości  materiału  oraz  od  stopnia  kapilarności  szczelin
występujących  pomiędzy  ziarnami.  Przy  wzrastającej  porowatości  odwadnianego  materiału
i zmniejszaniu  się  liczby  szczelin  kapilarnych  wzrasta  efekt  odwadniania  materiału,  proces
odwadniania  przebiega  szybciej  i  jest  on  skuteczniejszy.  Przy  rozpatrywaniu  procesu
odwadniania  naleŜy  rozróŜnić  siły  adhezji,  występujące  pomiędzy  cząstkami  wody
a powierzchnią  ziaren,  oraz  siły  adhezji  występujące  tylko  pomiędzy  cząstkami  wody.
W procesie  odwadniania  mechanicznego  nie  pokonuje  się  sił  adhezji  występujących
pomiędzy cząstkami wody  a powierzchnią ziarna; wodę z powierzchni ziaren moŜna usunąć
jedynie przez suszenie termiczne. Przy odwadnianiu mechanicznym pokonuje się jedynie siły
łączące  z  sobą  poszczególne  cząsteczki  wody,  które  są  zresztą  znacznie  mniejsze  niŜ  siły
łączące cząstki wody z powierzchni ziaren.

W procesie odwadniania wykorzystuje się:

−

siłę cięŜkości wody spływającej samoczynnie i pokonującej siły wewnętrzne,
występujące w szczelinach porowatości pozornej oraz w szczelinach o budowie
kapilarnej,

−

siły działające na cząstki wody wywołane wytworzoną próŜnią

−

siły odśrodkowe, ich wielkość jest znacznie większa od sił wymienionych poprzednio.

Stosowane metody odwadniania produktów w przeróbce mechanicznej kopalin dzieli się

na odwadnianie:

−

w zbiornikach,

−

na przenośnikach i w podnośnikach,

−

na sitach stałych,

−

na przesiewaczach,

−

w odwadniarkach odśrodkowych,

−

na filtrach próŜniowych,

−

w prasach filtracyjnych.

Sito odwadniające typu OSO (rys. 23a). Jest ono skonstruowane w postaci dwu
odwróconych stoŜków 1 i 2, wykonanych z odcinków sit szczelinowych obudowanych
z zewnątrz komorą wodną 3, odprowadzającą wodę z materiału odwodnionego na sitach.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Materiał

przeznaczony

odwadniania

doprowadza

się

przewodem

wlotowym  4 ukształtowanym  w  postaci  dyszy,  a  umieszczonym  stycznie  do  tworzącej
górnego  stoŜka  1. Materiał  doprowadzony  dyszą  wiruje  ruchem  okręŜnym  po  wewnętrznej
powierzchni  górnego  sita,  ulega  stopniowemu  odwodnieniu  i  zsuwa  się  po  nachylonej
płaszczyźnie  5  na  powierzchnię  wewnętrzną  drugiego  stoŜka  odwadniającego  2,  gdzie
następuje  jego  dalsze  odwodnienie.  Odwodniony  materiał  odprowadza  się  wysypem  6,
a wodę ze skrzyni wodnej 3 odbiera się wylewem 7.

Rys. 23. Sito odwadniające typu OSO [1, T. II, s. 358]

Na rys. 23b podano zasadę pracy sita i ruchu odwadnianego materiału na powierzchni

roboczej  sita  OSO.  Nadawę  doprowadza  się  pod  ciśnieniem  do  dyszy  wlotowej  4,  która
kieruje  ją  na  kierownicę  8,  która  moŜe  być  wykonana  z  pełnej  blachy  stalowej  lub  z  sita
szczelinowego.  W  kierownicy  zawiesina  jest  wprowadzana  w  ruch  wirowy  (okręŜny).
Zawiesina  z  kierownicy  spływa  na  powierzchnię  sita  stoŜkowego  2,  po  wstępnym  rozdziale
materiału na dolną warstwę ziaren i górną warstwę wody. Na odwadniany materiał działa siła
odśrodkowa  wirującego  materiału,  powodująca  jego  szybkie  odwodnienie.  Woda  odbierana
przez sito spływa do komory wodnej 3, z której odprowadzana jest wylewem 7. Odwodniony
produkt odbiera się wysypem 6.

Odwadnianie odśrodkowe

Proces odwadniania, w którym wykorzystuje się siłę cięŜkości cząstek wody lub

dodatkowo  wprowadza  się  mechaniczne  rozluzowanie  odwadnianego  materiału,  i  nie
gwarantuje  zbyt  wysokiego  stopnia  dokładności  usunięcia  wody  z  produktów  wzbogacania
mokrego,  zwłaszcza  przy  odwadnianiu  ziaren  drobnych  i  bardzo  drobnych.  Znaczne
zwiększenie  stopnia  odwadniania  uzyskuje  się  przy  wykorzystaniu  w  procesie  odwadniania
sił  odśrodkowych,  zwiększających  wielokrotnie  wielkość  sił  działających  na  cząstki  wody,
wypełniające  szczeliny  pomiędzy  ziarnami  oraz  na  cząstki  wody  okrywające  powierzchnię
ziaren.

Odwadniarka  odśrodkowa  typu  Nael-3  (rys.  24).  Elementami  roboczymi  odwadniarki  są
dwa ścięte stoŜki wirujące z róŜną prędkością. StoŜek wewnętrzny stanowi wirnik 1, którego
górna część 2, wykonana w postaci kaptura, słuŜy do rozdziału nadawy równomiernie na cały
obwód przestrzeni roboczej oraz do nadania ziarnom odwadnianego materiału początkowego
ruchu wirowego. Wirnik 1 zaopatrzony jest w szereg zgarniaczy 3, do których umocowane są
wymienne  noŜe  zgarniające  4,  wykonane  ze  stali  odpornej  na  ścieranie.  Wirnik  nadaje
ziarnom  ruch  wirowy  –  odśrodkowy  –  odrzucając  je  na  stoŜkowy  kosz  sitowy  wykonany
z segmentów sit szczelinowych umocowanych śrubami do dwu pierścieni 5 i 6. Szczeliny sit

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ułoŜone  są  poziomo.  Wirnik  1  jest  umocowany  do  pionowego  wału  napędowego
wprawianego  w  ruch  obrotowy  przekładnią  czołowych  kół  zębatych  12  i  13.
Dolny  pierścień  6  kosza  sitowego  jest  połączony  poziomymi  Ŝebrami  14  z  wewnętrznym
wirnikiem napędowym 16, zaklinowanym na wydrąŜonym wale napędowym 15. Wał ten na-
pędzany  jest  układem  czołowych  kół  zębatych  17  i  18.  Napędzające  koła  zębate  12  i  18  są
zaklinowane  na  wspólnym  wale  napędowym  19  wprawianym  w  ruch  obrotowy  przekładnią
pasów klinowych 10 z silnika elektrycznego 11. Pasy klinowe osłonięte są od góry osłoną 7,
zabezpieczającą  je  przed  zanieczyszczeniem  odwadnianym  materiałem.  Stopień  zuŜycia  sit
kosza  sitowego  kontroluje  się  przez  właz  9,  natomiast  dolne  elementy  odwadniarki  –  przez
właz  8.  Nadawę  do  odwadniarki  podaje  się  górnym  wlotem  bezpośrednio  na  kaptur  2.  Od-
wodniony produkt zgarniany jest z powierzchni kosza sitowego i opada ku dołowi do wysypu.
Odwirowana woda spływa do komory wodnej 20, skąd odprowadza się ją wylewem 21.

Rys. 24. Odwadniarka odśrodkowa typu NAEL [1, T. II, s. 370]

Odwadnianie próŜniowe

Do odwadniania ziaren bardzo drobnych stosuje się równieŜ urządzenia próŜniowe,

w których proces odwadniania następuje dzięki wytworzeniu próŜni (podciśnienia) wewnątrz
komór zamkniętych od strony powierzchni roboczej gęstą siatką.
Na  powierzchnię  roboczą  doprowadza  się  zagęszczony  muł  (lub  powierzchnia  robocza  jest
zanurzona w skrzyni wypełnionej mułem), z którego  - pod wpływem działania wytworzonej
wewnątrz  komór  próŜni  -  odsysana  jest  woda.  Równocześnie  na  tej  powierzchni  tworzy  się
zwarta  warstwa  odwodnionego  mułu.  Urządzenia  tego  typu  nazywają  się  filtrami
próŜniowymi.

Filtry próŜniowe, zaleŜnie od ich rozwiązania konstrukcyjnego, dzieli się na:

−

bębnowe z komorami głębokimi i płytkimi, z nadawą dolną, wewnętrzną lub górną,

−

tarczowe,

−

płaskie obrotowe,

−

taśmowe.

Odwadnianie  ciśnieniowe.  Do  odwadniania  najdrobniejszych  ziaren  koncentratów  kopalin
uŜytecznych,  jak  równieŜ  do  odwadniania  drobno  uziarnionych  odpadów  wzbogacania,
stosuje  się  prasy  filtracyjne.  Proces  odwadniania  przebiega  pod  wpływem  wysokiego
ciśnienia  wtłaczanej  do  prasy  nadawy  i  trwa  aŜ  do  zaniku  wypływania  wody  odfiltrowanej
z prasy. Prasy filtracyjne dzieli się na: komorowe, ramowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Prasę filtracyjną komorową przedstawiono na rys. 25.

Prasa składa się ze 100 płyt filtracyjnych 1 osłoniętych obustronnie tkaniną filtracyjną.

Płyty filtracyjne podwieszone są specjalnymi uchwytami 3 na górnej belce nośnej 2, po której
mogą być przesuwane. Zestawione razem płyty filtracyjne tworzą komorę filtracyjną, złoŜoną
z komór elementarnych, znajdujących się pomiędzy płytami. Całkowita pojemność robocza
wynosi 5,2 m

. Płyty są uszczelnione pomiędzy sobą uszczelkami gumowymi,

zapewniającymi  szczelność  całego  układu  przy  wysokim  ciśnieniu  roboczym  panującym
w  komorach,  W  czasie  pracy  zestaw  płyt  jest  ściśnięty  pomiędzy  płytami  oporowymi  4
oraz  5 sworzniami  6  i  czterema  siłownikami  hydraulicznymi  7,  zasilanymi  z  odrębnego
układu hydraulicznego o ciśnieniu roboczym 15,7 MPa (160 at). Nacisk siłowników hydrau-
licznych  wynosi  3335  kPa  (340  t/m

). Filtrat z odwadnianego materiału spływa z otworów

wylewowych  płyt  filtracyjnych  do  koryta  8.  Nadawę  do  prasy  doprowadza  się  do  króćca  9
pod ciśnieniem 110 kPa (1,2 at). Proces filtracji trwa do czasu zupełnego napełnienia komór
roboczych  prasy  i  zaniku  odpływu  filtratu  z  prasy.  Po  zamknięciu  dopływu  nadawy
i  zakończeniu  procesu  odwadniania  (filtracji)  otwiera  się  dolne  klapy  osłonowe  10,  odsuwa
płytę  oporową  5 i odsuwa  się  kolejne  płyty  filtracyjne  za  pomocą  łańcucha  rolkowego  11,
napędzanego  silnikiem  12  i  przekładnią  13.  Łańcuch  rolkowy  jest  wyposaŜony  w  specjalne
zaczepy  pociągające  ramy  filtracyjne.  Po  rozsunięciu  kolejnych  płyt  odwodniony  materiał
spada na przenośnik taśmowy 14 zabudowany bezpośrednio pod prasą.

Rys. 25. Prasa filtracyjna komorowa [1, T. II, s. 397]

Zalecenia ruchowe i bezpieczeństwa i higieny pracy

Przed przystąpieniem do pracy przy obsłudze maszyn i urządzeń przeróbczych naleŜy

dokładnie zapoznać się z ich instrukcjami obsługi i w czasie eksploatacji ściśle stosować się
zarówno do zaleceń ruchowych, jak i wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy.
Do  obsługi  tych  maszyn  upowaŜnieni  są  jedynie  wykwalifikowani  pracownicy  posiadający
wymagane przepisami przeszkolenie w zakresie obsługi maszyn i specjalne szkolenie obsługi
danych  typów  maszyn.  Wszystkie  osoby  pracujące  przy  tych  maszynach  powinny  znać
sposoby  ich  zatrzymania.  Przed  kaŜdorazowym  uruchomieniem  maszyny  naleŜy  sprawdzić
czy  nie  ma  nikogo  w  pobliŜu  oraz  ostrzec  załogę  o  zamierzonym  uruchomieniu.  W  czasie
ruchu  maszyny  kategorycznie  zabrania  się  przebywania  w  ich  pobliŜu  osób  nie  związanych
bezpośrednio  z  obsługą.  Tam  gdzie  pracują  maszyny  z  olejem  w  układach  hydraulicznych,
naleŜy  zwracać  szczególną  uwagę  na  obowiązujące  przepisy  przeciwpoŜarowe.  KaŜdy
pracownik  powinien  być  wyposaŜony  w  indywidualne  środki  ochrony  osobistej  takie  jak:
kask ochronny, ochronniki słuchu, okulary przeciwodpryskowe, maski przeciwpyłowe itp.

W celu zapewnienia właściwej eksploatacji maszyny powinny być utrzymywane

w dobrym stanie technicznym. Obsługujący nie moŜe bowiem spodziewać się bezpiecznej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

i wydajnej pracy, jeŜeli sprzęt, którym ma pracować jest brudny, zaniedbany, uszkodzony lub
wymagający niezwłocznej naprawy. Z tych teŜ powodów naleŜy przestrzegać zaleceń
zawartych w instrukcji obsługi maszyny, dotyczących konserwacji, a takŜe bezwzględnie
przestrzegać

programów

dziennych

okresowych

przeglądów

wszelkich

zaobserwowanych uszkodzeniach lub niedomaganiach informować natychmiast dozór.

Chemiczne wzbogacanie kopalin

Wzbogacanie chemiczne polega na zmianie składu cząsteczkowego lub chemicznego

składników wzbogacanego materiału surowego.

Ogólnie stosowane metody wzbogacania chemicznego moŜna podzielić na:

Wzbogacanie mokre, polegające na ługowaniu odpowiednimi odczynnikami uŜytecznych
składników  materiału  surowego.  Do  procesu  ługowania  kieruje  się  kopaliny  solne
i niektóre  rudy.  Technologię  tego  rodzaju  stosuje  się  jako  proces  przeróbczy
uzupełniający  wzbogacanie  grawitacyjne,  magnetyczne  itp.  w  celu  dodatkowego
wzbogacenia  produktów  przejściowych  lub  produktów  odpadowych,  zawierających
stosunkowo  duŜą  ilość  składnika  uŜytecznego,  którego  wzbogacanie  metodami
klasycznymi  jest  (praktycznie  niemoŜliwe.  Metody  te  stosuje  się  równieŜ  jako  operacje
główne na kopalinie surowej nie poddawanej uprzednio wzbogacaniu klasycznemu.

Wzbogacanie suche – ogniowe, w którym pod wpływem wysokich temperatur ulega
zmianie struktura chemiczna uŜytecznych składników surowych kopalin rudnych.

Wzbogacanie chemiczne mokre lub wzbogacanie metodą ługowania składników
uŜytecznych przebiega w trzech zasadniczych fazach:

−

faza I – rozpuszczanie lub nasycanie wzbogacanego materiału surowego odczynnikiem
(rozpuszczalnikiem),

−

faza II – usuwanie z nasyconego roztworu części nierozpuszczalnych,

−

faza III – wydzielanie koncentratu z nasyconego roztworu w postaci metalu lub związku
chemicznego.
Wydzielanie koncentratu z nasyconych roztworów przeprowadza się chemicznie przez

działanie na roztwór odczynnikami chemicznymi, które wchodzą w reakcją z rozpuszczanym
koncentratem, dając nierozpuszczalne związki chemiczne, wydzielające się z roztworu przez
elektrolityczne ich wytrącanie lub przez odparowanie roztworu i krystalizację koncentratu.

Wzbogacanie chemiczne zastosowane do wzbogacania rud nosi nazwę hydrometalurgii,

zastosowane natomiast do wzbogacania kopalin solnych nazywane jest halurgią.

a)

Hydrometalurgia

Ługowanie.  W  technologii  chemicznego  wzbogacania  kopalin  wykorzystywane  są  głównie
reakcje  chemiczne  zachodzące  pomiędzy  czynnikiem  ługującym  a  składnikami  uŜytecznymi
zawartymi  w  rudzie  surowej,  przy  czym  do  roztworu  ługującego  powinna  przejść
maksymalna ilość składnika uŜytecznego, bez rozpuszczania składnika nieuŜytecznego (skały
płonnej).
Amalgamacja. W procesie amalgamacji wykorzystuje się zjawisko rozpuszczalności platyny,
złota  i  srebra  w  rtęci  w  normalnej  temperaturze  otoczenia.  Po  rozpuszczaniu  metalu  w  rtęci
tworzy  się  substancja  przypominająca  stop  metaliczny.  Stop  ten  nazywa  się  amalgamatem.
Amalgamację  drobnych  ziaren  rodzimego  metalu  moŜna  przeprowadzić  bezpośrednio
w kruszarkach w czasie rozdrabiania materiału surowego lub po rozdrobieniu surowej rudy –
na  nachylonych  płaskich  stołach  amalgamacyjnych  (wstrząsanych,  wibracyjnych),  albo
w  obrotowych  bębnach  amalgamacyjnych.  Często  stosuje  się  równocześnie  oba  sposoby
tworzenia amalgamatów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Cyjanizacja. W procesie cyjanizacji złota i srebra stosuje się jako odczynniki cyjanek potasu
(KCN)  lub  sodu  (NaCN)  w  postaci  roztworu  wodnego  o  stęŜeniu  od  0,1  do  0,2%.  Bardzo
drobno  rozdrobioną  rudę  wprowadza  się  do  specjalnych  kadzi  wypełnionych  roztworem
cyjanku potasu lub sody, gdzie następuje reakcja chemiczna ziaren złota lub srebra i cyjanku.
Z otrzymanego roztworu wytrąca się zanieczyszczenia w następnych urządzeniach, po czym
oczyszczony  roztwór  kieruje  się  do  wytrącania  z  niego  czystego  złota  lub  srebra.  Czysty
metal  wytrąca  się  z  roztworu  metalicznym  cynkiem  lub  aluminium.  Ekstrahowanie  metalu
moŜna  równieŜ  przeprowadzić  metodą  elektrolityczną.  Cyjanizację  stosuje  się  jako  proces
wzbogacania  głównego  lub  jako  proces  uzupełniający  po  procesie  amalgamacji  w  celu
uzupełnienia  procesu  amalgamacji,  w  którym  nie  wszystkie  ziarna  metalu  uległy
amalgamowaniu
Chloryzacja.  Proces  chloryzacji  polega  na  działaniu  gazowego  chloru  na  ziarna  złota.
W  wyniku  przebiegającej  reakcji  chemicznej  otrzymuje  się  nierozpuszczalny  siarczek  złota,
z którego odzyskuje się złoto metaliczne metodą wzbogacania suchego.

b)

Halurgia

Materiał  surowy  kieruje  się  w  pierwszej  fazie  przeróbki  do  urządzeń,  w  których  następuje
rozpuszczanie  kopalin  solnych,  czyli  ługowanie  związków  solnych  z  materiału  surowego.
W  wyniku  tej  operacji  otrzymuje  się  roztwór  nazywany  solanką.  Otrzymaną  solankę  kieruje
się  do  tęŜenia  (zagęszczania),  a  następnie  do  przeróbki  termicznej  nazywanej  warzeniem
solanki.

Wzbogacanie chemiczne suche
Metody suchego wzbogacania chemicznego dzieli się na:

−

praŜenie, które z kolei dzieli się na kalcynację, praŜenie redukujące, praŜenie utleniające
i praŜenie chlorujące,

−

spiekanie.

PraŜenie
Wzbogacanie suche przez praŜenie moŜe być stosowane jako operacja główna i wówczas

ma  ono  na  celu  zmianę  składu  chemicznego  rudy  i  przygotowanie  jej  bezpośrednio  do
właściwych procesów metalurgicznych, a więc jest to przygotowanie  gotowego koncentratu;
lub  jako  operacja  przygotowawcza  przed  ostatecznym  wzbogacaniem  rudy.  W  tym  ostatnim
przypadku

ostateczny

proces

wzbogacania

jest

najczęściej

wzbogacaniem

elektromagnetycznym (magnetycznym).

Proces praŜenia surowej rudy przebiega w wysokiej temperaturze, ale niŜszej od

temperatury topnienia – wystarczającej jednak do zmiany składu chemicznego wzbogacanej
rudy. W zaleŜności od rodzaju zmian chemicznych zachodzących w praŜonej rudzie surowej
wyróŜnia się wymienione uprzednio cztery zasadnicze rodzaje praŜenia.
Kalcynacja. Kalcynacji poddaje się rudy węglanowe w cela usunięcia z nich – związanego
chemicznie – dwutlenku węgla (CO

) i otrzymania z rudy węglanowej rudy utlenionej.

PraŜenie  redukujące.  PraŜenie  redukujące  ma  na  celu  zmniejszenie  zawartości  tlenu
w rudzie utlenionej.
PraŜenie  utleniające.  PraŜenie  utleniające  stosuje  się  w  celu  częściowego  lub  całkowitego
usunięcia  siarki,  wchodzącej  w  skład  chemiczny  rudy  (rudy  siarczkowe),  która  w  procesach
metalurgicznych  stanowi  szkodliwą  domieszkę,  oraz  w  celu  zamiany  rud  siarczkowych
w rudy tlenkowe.
PraŜenie chlorujące. PraŜenie chlorujące ma na celu zmianę składu chemicznego rud metali
na rozpuszczalne chlorki tych metali.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Spiekanie
Proces spiekania polega na łączeniu drobnych ziaren rudy w większe kawałki pod

działaniem  wysokiej  temperatury.  Spiekanie  (aglomerację)  przeprowadza  się  w  przypadku,
gdy ruda o normalnym swym składzie ziarnowym zawiera nadmiar ziaren drobnych i bardzo
drobnych  i  nie  moŜe  być  z  tego  powodu  skierowana  do  procesów  metalurgicznych  (np.
bardzo  drobno  uziarnione  koncentraty  flotacyjne,  koncentraty  wzbogacania  magnetycznego
itp.)  Spiekanie  stosuje  się  najczęściej  do  takich  rud  Ŝelaza,  jak  hematyty  lub  magnetyty,
będące  drobno  uziarnionym  koncentratem  wzbogacania  magnetycznego.  W  procesach
spiekania  obserwuje  się  bardzo  korzystne  zjawisko  zmniejszenia  się  zawartości  siarki
w otrzymanych aglomeratach.

Chemiczna przeróbka węgla

1.

Tradycyjne metody utylizacji węgla

Spalanie  węgla  kamiennego.  Węgiel  kamienny  stanowi  główne  paliwo  energetyczne
wykorzystywane  do  przetwarzania  go  na  energię  elektryczną.  Proces  ten  polega  na
całkowitym  spalaniu  węgla,  podczas  którego  węgiel  łączy  się  z  tlenem  dając  wysoką
temperaturę tej reakcji chemicznej.

Koksowanie  węgla  kamiennego.  Proces  koksowania  polega  na  wydzieleniu  z  węgla
o  własnościach  koksowniczych  części  lotnych  przez  ogrzewanie  go  do  temperatury  od
1000  do  1050°C  bez  dostępu  powietrza.  W  wyniku  tego  procesu  w  komorze
koksowniczej (w baterii) następuje odgazowanie węgla i jego spiekanie w bryły koksu.

Wytlewanie. Wytlewanie polega na odgazowaniu węgla w temperaturze od 500 do 600°C
i róŜni się od procesu koksowania temperaturą stosowaną w tym procesie. Jednym
z celów tego procesu jest uzyskanie paliwa bezdymnego.

Gazownictwo,  Podstawowym  zadaniem  gazownictwa  jest  produkcja  gazu  opałowego
głównie dla potrzeb komunalnych. Technologia nowoczesnego gazownictwa niewiele się
róŜni  od  technologii  koksowania.  W  procesie  tym  następuje  odgazowanie  węgla
w wysokich  temperaturach.  Poza  gazem  otrzymuje  się  koks  gazowniczy  o  małej
wytrzymałości  mechanicznej,  smołę  pogazową,  benzole  i  wodę  pogazową  zawierającą
amoniak.

Uwodornianie paliw stałych to proces przemiany (przetwarzania) węgla w paliwa ciekłe
Proces ten polega na znacznym zwiększeniu w nich zawartości wodoru.

Łagodne uwodornianie węgla

Do nowych technologii przetwórstwa węgla naleŜy proces łagodnego uwodorniania węgla
i stanowi metodę otrzymywania organicznych związków chemicznych.

4.

Zgazowanie węgla
Wyczerpywanie się zasobów gazu ziemnego oraz systematyczny wzrost jego ceny

spowodowały  rozwój  prac  nad  zgazowaniem  paliw  stałych.  Jako  surowiec  w  procesie
zgazowania  wykorzystać  moŜna  wszystkie  paliwa  naturalne  od  drewna  do  antracytu  oraz
paliwa  sztuczne,  jak  koks  i  półkoks.  Technologia  prowadzenia  procesu  zgazowania  zaleŜy
przede  wszystkim  od  rodzaju  surowca  oraz  od  wymaganych  parametrów  wyprodukowanego
gazu.  DuŜa  zawartość  części  lotnych  w  paliwie  kierowanym  do  zgazowania  jest  korzystna,
gdyŜ  przyczynia  się  do  zwiększenia  jego  wartości  opałowej,  niemniej  jednak  nadmiar  ich
powoduje  konieczność  odsmołowania  gazu  w  przypadku,  gdy  nie  jest  on  zuŜytkowany
w stanie gorącym.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Jakie znasz sposoby odwadniania?

Na czym polega odwadnianie odśrodkowe?

Na czym polega odwadnianie ciśnieniowe?

Co to jest osadnik?

W jakim celu odwadniamy produkty?

Do czego słuŜy sito OSO?

Na czym polega chemiczne wzbogacanie kopalin?

Jakie są metody utylizacji węgla kamiennego?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Rozpoznaj na podstawie opisu budowy i zasady działania urządzenia odwadniające.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,

odszukać w materiałach dydaktycznych rodzaje urządzeń odwadniających,

zapoznać się z klasyfikacją urządzeń odwadniających,

rozpoznać urządzenia odwadniające,

opisać i narysować rozpoznane urządzenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania i kreślenia,

−

poradnik dla ucznia,

−

materiały dydaktyczne,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Dopasuj definicję do opisu danego procesu chemicznego wzbogacania kopalin.

Sposób wykonania ćwiczenia.

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,

odszukać w materiałach dydaktycznych definicje dotyczące chemicznych procesów
wzbogacania,

zapamiętać definicje,

rozpoznać charakteryzowane przez nauczyciela procesy,

opisać rozpoznane procesy chemicznego wzbogacania kopalin.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania,

−

poradnik dla ucznia,

−

materiały dydaktyczne,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

opisać technologię odwadniania produktów wzbogacania?

omówić zasadę odwadniania odśrodkowego?

opisać budowę prasy filtracyjnej komorowej?

omówić zasadę działania odwadniarki typu Nael?

opisać metody chemicznego wzbogacania kopalin?

omówić zalecenia i bezpieczeństwa i higieny pracy przy obsłudze
maszyn przeróbczych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

Przeczytaj uwaŜnie instrukcję.

Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.

Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.

Test zawiera 20 zadań wielokrotnego wyboru o róŜnym stopniu trudności. Tylko jedna
odpowiedź jest prawidłowa.

Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi.
Prawidłową odpowiedź zaznacz X (w przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź
zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową),

Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.

Kiedy  udzielenie  odpowiedzi  będzie  Ci  sprawiało  trudność,  wtedy  odłóŜ  jego
rozwiązanie  na  później  i  wróć  do  niego,  gdy  zostanie  Ci  czas  wolny.  Trudności  mogą
przysporzyć  Ci  zadania:  16–20,  gdyŜ  są  one  na  poziomie  trudniejszym  niŜ  pozostałe.
Przeznacz na ich rozwiązanie więcej czasu.

Na rozwiązanie testu masz 90 min.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

Zbiór ziaren minerału uŜytecznego bez domieszki ziaren skały płonnej to
a)

produkt pośredni.

koncentrat.

nadziarno.

podziarno.

Produkt wydzielony w procesach przeróbczych, który w przeróbce określonej kopaliny
uwaŜany jest za nieuŜyteczny to
a)

produkt dolny.

skała płonna.

podziarno.

obciąŜnik.

Operacja, mająca na celu wymycie skał ilastych z kopalin uŜytecznych
a)

odmulanie.

odwadnianie.

rozmywanie.

oczyszczanie

Na rysunku przedstawiono klasyfikator hydrauliczny
a)

korytowy.

stoŜkowy.

mechaniczny.

hydrocyklon.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunku przedstawiono klasyfikator
a)

strumieniowy.

odśrodkowy.

odpylający.

hydrauliczny.

Na rysunku przedstawiono odpylacz
a)

odśrodkowy.

pulsacyjny.

wibracyjny.

strumieniowy.

Na rysunku przedstawiono

osadzarkę pulsacyjną.

hydrocyklon.

stół koncentracyjny.

wzbogacalnik strumieniowy.

Urządzenia typu Disa to
a)

klasyfikatory aerodynamiczne.

wzbogacalniki.

hydrocyklony.

odpylacze.

Prasa filtracyjna działa na zasadzie odwadniania
a)

ciśnieniowego.

próŜniowego.

odśrodkowego.

strumieniowego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10.

Depresory naleŜą do odczynników flotacyjnych
a)

pianotwórczych.

zbierających.

oczyszczających.

modyfikujących.

11.

Na rysunku przedstawiono

urządzenie typu Dorra.

sito OSO.

hydrocyklon.

uławiacz pyłu.

12.

Na rysunku przedstawiono
a)

Tromp.

Disa -1S.

Disa -2S.

Disa -3S.

13.

Odpylacz Rapid to odpylacz
a)

strumieniowy.

pulsacyjny.

wibracyjny.

odśrodkowy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14.

Odwadniarka Nael to odwadniarka
a)

próŜniowa.

ciśnieniowa.

komorowa.

odśrodkowa.

15.

Menty to
a)

odpady.

mieszanina flotacyjna.

produkt odpylania.

produkt odwadniania.

16.

Peletyzacja jest
a)

rodzajem suszenia.

odmianą brykietowania.

procesem przesiewania.

odmianą uławiania.

17.

Metoda otrzymywania organicznych związków chemicznych z węgla to
a)

uwodornianie paliw stałych.

łagodne uwodornianie węgla.

zgazowanie węgla.

halurgia.

18.

Na rysunku przedstawiono
a)

osadzarkę.

flotownik.

klasyfikator stoŜkowy.

wzbogacalnik grawitacyjny.

19.

Na rysunku przedstawiono
a)

dezintegrator.

wirówkę.

prasę filtracyjną.

klasyfikator mechaniczny.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko................................................................................................

Prowadzenie procesu wzbogacania kopalin

Zakreśl poprawną odpowiedź

zadania

Odpowiedź

Punkty

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

Blaschke J.: Procesy technologiczne w przeróbce kopalin uŜytecznych. Akademia
Górniczo-Hutnicza. Skrypty uczelniane 1058. Kraków 1987

Blaschke S.: Przeróbka mechaniczna kopalń Cz.I i II. Wydawnictwo Śląsk, Katowice
1984

Czasopisma: Wiadomości Górnicze, Przegląd Górniczy, Bezpieczeństwo Pracy
i Ochrony Środowiska w Górnictwie, Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa.

Katalogi firmowe maszyn i urządzeń przeróbczych.

Laskowski J., Łuszczkiewicz A.: Przeróbka kopalin. Wzbogacanie surowców
mineralnych. Politechnika Wrocławska. Wrocław 1989

Laskowski J.: Chemia fizyczna w procesach mechanicznej przeróbki kopalin.
Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1984

Olszówka J.: Zasady kontroli jakości węgla. Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1972

Poradnik górnika. Praca zbiorowa. Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice 1982

http://images.google.pl/imghp