му для выполнения лабораторных работ по ПОПИ ЗО. Методические указания для выполнения лабораторных и практических работ по дисциплине обогащение полезных ископаемых

• Название: Методические указания для выполнения лабораторных и практических работ по дисциплине обогащение полезных ископаемых
• Дата: 23.02.2022
• Размер: 141.5 Kb.
• Имя файла: му для выполнения лабораторных работ по ПОПИ ЗО.doc
• Тип: Методические указания; #371307

Министерство образования и науки российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Сибирский государственный университет геосистем и технологий»

(СГУГиТ)
Кафедра инженерной геодезии и маркшейдерского дела
Методические указания для выполнения лабораторных и практических работ по дисциплине «ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ»

Новосибирск, 2020

Раздел 1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ О ПОРЯДКЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Объем выполнения экспериментальной части лабораторных работ определяется преподавателем, Ведущим занятия со студентами.

1. 
   перед началом выполнения лабораторной работы студенту необходимо познакомиться с краткими сведениями о процессе, изучаемом в данной работе.
   
2. 
   К очередному занятию студент должен иметь черновик будущего отчета (схему аппарата или установки и таблицу для занесения опытных данных), а также уметь объяснить преподавателю последовательность проведения экспериментов и обработки экспериментальных данных с преподавателем.
   
3. 
   Данные, полученные при проведении опыта. Необходимо согласовывать с преподавателем.
   
4. 
   К следующему занятию студент обязан подготовить отчет о проделанной работе. Отчет должен завершаться выводами о полученных результатах. Отчет оформляется в соответствии с действующим в институте СТП, а также требованиями, изложенными в данных методических указаниях.
   
5. 
   Студент, не подготовившийся к выполнению лабораторной работы, не допускается к ее выполнению.
   

НЕОБХОДМО ПОМНИТЬ И СОБЛЮДАТЬ

1. 
   Правила техники безопасности при выполнении лабораторных работ, связанных с применением электрических приборов, аппаратов и вредных веществ.
   
2. 
   Включение электрических двигателей, аппаратов для проведения экспериментов производится с разрешения и под наблюдением преподавателя.
   

Раздел 2 Выполнение лабораторных работ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Цель и задачи работы Определение гранулометрического состава полезного ископаемого и построение характеристики крупности.

Распределения зерен по классам крупности характеризует зерновой состав материала, имеющий важное значение для эффективного использования оборудования, раскрытия минералов и оценки конечных продуктов. Группа зерен в пределах определенных размеров составляет класс крупности. Для определения гранулометрического состава применяется ситовый анализ, выполняемый просеиванием пробы минералов через набор сит с различными отверстиями. Последовательный ряд размеров сит (от больших к меньшим), принятых при грохочении, называется шкалой грохочения, в постоянное отношение размеров отверстий смежных сит - модулем шкалы грохочения.

Крупность классов обозначают –L₁+L₂ или L₂-L₁, а иногда по большему или меньшему размеру –L₁ или L₂. Например, класс – 50+13 мм, 13-50 мм или -50 мм, +13 мм.

Графическое изображение гранулометрического состава сыпучего материала называют характеристикой крупности. Характеристики крупности строят в прямоугольной системе координат: частные – по выходам отдельных классов и суммарные (кумулятивные) – по суммарным выходам классов (рис. 1).

При построении суммарных характеристик в широком диапазоне гранулометрический состав материала до 0,04 мм. Для крупности от 0,04 до 6 мм применяют сидеминтационный анализ, основанный на разнице в скоростях падения тонких частиц в воде. Для частиц менее 5-10 мм применяют осаждение в центробежном поле. Частицы десятых долей микрометра классифицируются в узких пределах под микроскопом. Методы проведения ситовых анализов унифицированы соответствующими стандартами. Для твердых топлив применяется ГОСТ 2093-82, которым рекомендуется следующая форма таблицы ситового анализа.

Таблица 1.1 – Ситовый анализ

Класс, мм	Масса, кг	Выход, %	Суммарный выход, %
			Снизу	Сверху
1	2	3	4	5
+20
-20+10
-10+5
ИТОГО

Порядок проведения работы

Проба сыпучего материала массой 5 кг помещается на разделительную плиту и загружается на сито 20(25) мм. Вручную производится рассев на этом сите до тех пор, пока не перестанет выделятся подрешетный продукт. После этого рассев прекращается. Надрешетный продукт взвешивается, а подрешетный подвергается рассеву на сите с меньшим диаметром. Все операции при этом повторяются. Взвешивание продуктов рассева проводится с точностью до 1г. Потери материал при выполнении анализа не должны превышать 1%. Полученные данные заносятся в таблицу аналогичную таблице 1. По результатам таблицы строятся характеристики крупности испытуемого материала в обычных координатах (см. рис.1), а также в полулогарифмических координатах.

Выход классов γ (%) определяют по формуле:

γ = 100*m/m₀ (1.1)

где m – масса данного класса, m₀ – масса испытуемой пробы.

Содержание отчета

1. 
   Изложение цели лабораторной работы.
   
2. 
   Схема рассева пробы по классам крупности.
   
3. 
   Таблица экспериментальных данных по рассеву пробы, в соответствии с ГОСТ 2093-82.
   
4. 
   Характеристики крупности испытуемого материала: частные, суммарные по «плюсу» и «минусу», в полулогарифмических координата.
   
5. 
   Построить суммарную характеристику крупности ( по «плюсу» и по «минусу» ) по данным ситового анализа. По кривым определить выходы классов (мм): - 80 + 10; -20; +30
   

Задание

Крупность класса, мм	Последняя цифра шифра
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	Исходная масса класса, кг
+150	0	5	0	18	0	26	12	0	21	0
-150 +100	23	12	25	40	35	75	15	49	30	0
-100 +50	25	27	40	55	32	49	33	55	41	9
-50 +25	21	40	79	31	45	37	55	86	36	20
-25 +13	29	55	53	25	20	32	84	42	32	42
-13 +6	32	32	38	29	19	30	49	39	29	60
-6+3	48	26	30	17	12	23	42	30	23	46
-3+1	24	21	18	12	6	15	35	25	18	37
-1+0,5	19	19	14	9	0	12	31	21	10	18
-0,5+0	0	14	5	0	0	8	0	17	6	0

Величина, на которую необходимо увеличить исходную массу каждого класса, кг, чтобы получить свой вариант:

0,5	5,2	10,4	15,7	20,1	25,9	30,4	35,2	40,3	45,1
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Предпоследняя цифра шифра

Контрольные вопросы

1. 
   Что называется характеристикой крупности?
   
2. 
   Что называется шкалой сит, модулем шкалы, основанием шкалы сит?
   
3. 
   Для чего служит ситовый и сидеминтационный анализы и области их применения?
   
4. 
   Как строятся суммарные характеристики по данным ситового анализа?
   
5. 
   По построенным суммарным характеристикам, в результате выполнения лабораторной работы, определить вход классов, мм:-18+8;+6-12.
   

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ДРОБЛЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Цель и задачи работы: изучение устройства щековой и молотковой дробилок. Определение степени дробления щековой дробилки, а также производительности щековой и молотковой дробилок.

Дробление – процесс разрушения кусков под действием внешних сил для получения продукта заданной крупности. Дробление полезных ископаемых осуществляется раздавливанием, раскалыванием, ударом, истиранием, сдвигом или их комбинацией. Машины для дробления и измельчения, применяемые на обогатительных фабриках, по механико-конструктивным признакам по основному методу дробления, осуществляемому в них, разделяется на 5 основных классов: дробилки щековые, конусные, валковые, барабанные мельницы, ударные (молотковые, роторные, дезинтеграторы). Технологически различают операции крупного дробления (крупность кусков доводится до 500 – 200 мм ), среднего (150 – 80 мм) и мелкого (25мм и менее).

За степень дробления принимают отношение I размера максимального куска D в питании к размеру максимального куска d в дробленом продукте.

i = D/d (2.1)

Степень дробления выражают также отношением i₀ средневзвешенных диаметров в питании D_срв и продукте d_срв.

I₀ = D_срв/d_срв (2.2)

Значения D_срв и d_срв можно определить из следующей формулы.

D_срв = Σd^`ср*γ/100, (2.3)

где d^`_ср – средний размер куска каждого класса, мм (т.е. среднеарифметическое из размеров кусков, ограничивающих класс);

γ – выход каждого класса, %;

Σd_ср*γ – сумма произведений средних размеров кусков каждого класса на его выход.

Дробимость руд и различных природных материалов определяется их сопротивляемости разрушению в дробильных машинах и характеризуется расходом энергии на уменьшение крупности кусков.

Производительность дробилок зависит от конструкционных особенностей дробилок и параметров дробимого материала ( прочность, влажность гранулометрический состав и т.п. ). Для щековых дробилок расчетная производительность Q(м³/Н) отнесенная к номинальной разгрузочной щели и к средним условиям дробления. Определяется по формуле:

Q = (150+750*B)*L*b, (2.4)

Где B – ширина приемного отверстия, м; L – длина приемного отверстия; b – ширина разгрузочной щели, м (измеряется в разомкнутом положении щек).

Производительность молотковых дробилок определяется по формуле:

Q = k*L*D²*n²/3600(I – 1), т/ч, (2.5)

где k – коэффициент, зависящий от конструкции дробилки и твердости дробимого материала (для углей 0,12 – 0,22); L – длина ротора, м; D – диаметр наружной окружности вращения молотков, м; n – частота вращения ротора, мин; I – степень измельчения.

Порядок проведения работы - Студенты под наблюдением преподавателя изучают устройство лабораторной щековой и молотковой дробилок. Схематически изображают устройство этих дробилок и наносят необходимые размеры для определения производительности щековой и молотковой дробилок (см. табл.2.1).

Для определения степени дробления проба материала не крупнее 20 мм, массой 3 кг. Подвергается ситовому анализу с целью определения средневзвешенного диаметра. Рассев производится на ситах с размерами ячеек 20, 10, 5, 2.5мм. Затем проба перемешивается и дробится в лаборатории щековой дробилкой. По дробленому продукту определяется средневзвешенный диаметр, аналогично исходному материалу. По полученным результатам определяется степень дробления лабораторной щековой дробилки. Экспериментальные данные заносятся в таблицу 2.2.

Таблица 2.1 - Результаты определения производительности дробилок.

Щековая дробилка	В, м	L, м	B, м	Q, м3/Н
Молотковая дробилка	k	L, м	D, м	N, мин	i	Q, Т/Н
	0,12-0,22				10-30

Таблица 2.2 - Результаты определения степени дробления щековой дробилки.

Крупность класса, мм	Исходный продукт			Дробленный продукт			Степень дробления, I
	Масса, г	Выход, %	Dсрв, мм	Масса, г	Выход, %	Dсрв, мм

Содержание отчета

1. 
   Изложение цели лабораторной работы.
   
2. 
   Схема щековой и молотковой дробилок с размерами, необходимыми для определения их производительности.
   
3. 
   Таблицы с результатами по определению степени дробления и производительности дробилок.
   
4. 
   
   

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФРАКЦИОНОГО СОСТАВА УГЛЕЙ КРИВЫЕ ОБОГАТИМОСТИ

Цель и задачи работы – экспериментальное проведение фракционного анализа углей по плотности, построение кривых обогатимости углей.

Цель фракционного анализ – разделение исходного угля на ряд групп (фракций) различной плотности. Во фракцию с наибольшей плотностью отойдут вся порода и колчедан. Наиболее легкие фракции будут содержать чистый уголь. Промежуточные по плотности фракции будут состоять из сростков угля с породой (колчеданом). По результатам фракционных анализов составляются теоретически балансы продуктов обогащения, являющиеся основой для расчета сырьевой базы проектирования и эксплуатации углеобогатительных фабрик.

Для расслоения проб угля на фракции по плотности пользуются тяжелыми жидкостями, плотность которых более 1000 кг/м³. Это растворы хлористого цинка, четыреххлористого углерода, бензола, бром форма и др. Чаще всего пользуются растворами хлористого цинка плотностью 1300, 1400, 1500, 1600 и 1800 кг/м³.

Порядок выполнения фракционного анализа

Как правило, расслоение начинают с наименее плотной жидкости ( 1300 кг/м³) и заканчивают наиболее плотной ( 1800 – 2000 кг/м³). Пробу материала насыпают небольшими порциями в бачок с ручками, имеющими сетчатое дно. Бачок погружают в жидкость с плотностью 1300 кг/м³, налитую в другой бачок. После тщательного перемешивания фракции дают отстояться в продолжении 1 – 5 минут. Фракция плотностью менее 1300 кг/м³ всплывает в этой жидкости, а более тяжелые частицы погружаются. Всплывшую фракцию снимают решетчатым черпаком и переносят во второй бачок с сетчатым дном. После этого всплывшую фракцию промывают чистой водой и подсушивают до воздушно-сухого состояния и взвешивают с точностью 1400 кг/м³. Все операции при этом повторяются. После расселения в последней плотной жидкости (1800 – 2000 кг/м³) получают две конечные фракции плотностью 1600 – 1800 и более 180 кг/м³. Обе эти фракции обрабатываются, как и предыдущие.

Результаты вносятся в таблицу №3.1, причем вначале заполняются графы 2и 3.

Таблица 3.1 Результаты фракционного анализа угля.

Плотность фракции, кг/м3	Выход, γ		Зольность, Аа	Произведе ние		Суммарные, %
	ξ	%		,	, %	Всплывшие фракции		Утонувшие фракции
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Менее 1300
1300 - 1400
1400 – 1500
1500 – 1600
1600 – 1800
Более 1800
Итого

На втором этапе работы, преподаватель проставляет значения зольности в графе 4, т.к. экспериментальное определение этого показателя требует значительного времени. По данным граф 2 и 4 рассчитывается вся таблица. По полученным данным строят кривые обогатимости:

λ – элементарная кривая распределения зольности, показывает зольность элементарных слоев угля (графы 3 и 4).

β – показывает зависимость между суммарным выходом всплывших фракций и плотностью разделения (графы 1,7). Кривые состояния на миллиметровой бумаге, формат графика 200 на 200 мм.

Содержание отчета

1. Изложение цели лабораторной работы.

2. Таблица экспериментальных данных по определения фракционного состава угля и по расчету кривых обогатимости.

3. Кривые обогатимости на миллиметровой бумаге форматом 200 на 200 мм.

4. Расчет фракционного состава углей.

Задание

Плотность фракций, кг/м3	Последняя цифра варианта
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Выход фракций в килограммах
< 1300	15.8	13.4	27.3	43.7	50.1	27.5	21.1	4.4	8.0	33.5
1300-1400	5.1	19.3	19.5	10.3	23.7	31.9	28.4	34.4	31.1	29.9
1400-1500	5.9	3.7	4.6	4.2	10.6	12.9	12.0	18.0	27.3	19.6
1500-1600	3.2	4.0	3.0	2.1	6.8	5.4	3.5	6.5	5.1	4.8
1600-1700	2.4	3.1	2.4	1.1	2.5	2.6	5.7	10.8	1.3	3.3
1700-1800	2.0	2.7	1.9	1.5	0.5	2.7	2.3	1.6	2.3	1.2
1800-1900	1.8	2.0	1.5	1.0	0.5	3.3	1.5	1.9	2.7	0.8
1900-2000	3.1	2.2	1.0	0.4	0.6	1.6	1.1	1.5	2.9	12.3
> 2000	6.2	7.4	15.3	19.5	12.3	11.8	19.1	18.9	8.2	16.9

Плотность фракций, кг/м3	Предпоследняя цифра варианта
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Зольность фракций в процентах
<1300	8,2	6,1	5,9	4,3	7,8	6,7	4,3	4,4	9,4	3,9
1300-1400	14,2	14	12,1	7,3	14	12,2	9,2	6,8	13,6	12,7
1400-1500	27,7	21,6	23,1	13,3	34,1	23,6	28,2	20,8	27,1	22,3
1500-1600	37,5	33,3	34,0	24,8	34,8	33,4	29,1	30,1	32,6	31,4
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1600-1700	46,1	43,2	52,1	34,0	46,5	41,3	36,7	35,4	46,2	40,2
1700-1800	50,7	52,8	57,3	42,0	51,0	51,2	43,1	36,1	44,7	48,4
1800-1900	61,6	58,4	64,3	78,0	54,6	57,1	49,7	47,7	49,6	60,2
1900-2000	69,2	64,1	67,7	73,3	60,9	62,4	55,8	54,3	73,2	65,6
>2000	77,2	80,6	86,1	85,5	71,2	74,9	80,0	78,3	82,5	74,3

Контрольные вопросы

1. 
   Сущность фракционного анализа угля?
   
2. 
   По каким плотностям проводится фракционный анализ угля?
   
3. 
   Какие материалы используются для приготовления суспензий?
   
4. 
   Как определяется средневзвешенная зольность?
   
5. 
   Какие зависимости применяются для оценки обогатимости угля?
   

Список литературы

основной
1. Шилаев В.П. Основы обогащения полезных ископаемых, 1986

2. Бедрань Н.Г., Скоробогатова Л.М. Переработка и качество полезных ископаемых, 1986

3. Зверевич В.В., Перов В.А. Основы обогащения полезных ископаемых, 1971.

4. Авдохин В.М. Основы обогащения полезных ископаемых.-М.: - МГГУ, 2006.-423с.

5. Абрамов А.А. Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых.-М.: - МГГУ, 2004.-510с
дополнительной

6. 
   Глембоцкий В.А., Классен В.И. Флотационные методы обогащения. М., Недра 1981.
   
7. 
   Мошинин В.М. Основы обогащения полезных ископаемых. М., Недра 1983.
   
8. 
   Фишман М.А. Основы обогащения руд цветных металлов. М., Недра, 1968.