Определение основных закономерностей гравитационного обогащения
 Скачать 203.7 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ  ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых Лабораторная работа №5 По дисциплине: Обогащение полезных ископаемых Тема: Определение основных закономерностей гравитационного обогащения Выполнил: студент гр. ТПП-18 ____________ /Абсалямов Р.А./ (подпись) (Ф.И.О.) Проверил: ассистент ____________ /Афанасова А.В./ (подпись) (Ф.И.О.) Санкт-Петербург 2021 г. Цель работы – приобрести навыки экспериментального определения скорости падения зерен, оценить влияние на скорость падения таких разделительных признаков зерен, как их плотность, крупность, форма и степень стеснения. Основные понятияГравитационным обогащением называют такой метод, в котором разделение минеральных частиц, отличающихся плотностью, размером и формой, обусловлено различием в характере и скорости их движения в текучих средах под действием силы тяжести и сил сопротивления. Гравитационный метод представлен рядом процессов. Они могут быть собственно гравитационными (разделение в поле силы тяжести – обычно используются для относительно крупных частиц) и центробежными (разделение в центробежном поле – обычно используются для относительно мелких частиц). Если разделение происходит в воздушной среде, то процессы называют пневматическими; в остальных случаях – гидравлическими. Наибольшее распространение в обогащении получили собственно гравитационные процессы, осуществляемые в воде. По типу используемых аппаратов гравитационные процессы можно разделить на: отсадку, обогащение в тяжелых средах, концентрацию на столах, обогащение на шлюзах, обогащение на в желобах, обогащение на винтовых сепараторах, обогащение на центробежных концентраторах, обогащение на вибрационных концентраторах, обогащение на противоточных водных сепараторах и др. Преимущества гравитационного обогащения: экономичность, нанесение минимального вреда окружающей среде и высокая производительность (для большинства процессов). Основной недостаток – трудность эффективного обогащения мелких частиц. Основной вид движения при гравитационном обогащении – это падение частиц. Различают свободное падение – падение единичного зерна в неограниченном пространстве среды или падение массы зерен при их небольшой объемной концентрации (λ 0,1). Стесненное падение – падение единичного тела (зерна) в ограниченном пространстве среды или падение массы тел (зерен) при большей объемной концентрации падающего твердого (ориентировочно при >0,1; выражение для - см. формулу (5.1). Объемная концентрация (объемная доля) падающих зерен (падающего твердого) – отношение объема этих зерен к объему сосуда, в котором происходит их падение, выраженное, обычно, в долях единицы:   (5.1) где VТВ - объем падающих зерен (объем твердого); Vобщ- объем сосуда, где происходит падение, или объем взвеси падающих зерен (объем твердого и объем среды). Конечной скоростью падения зерна называют его максимальную постоянную скорость в данной среде. Такая скорость достигается в момент, когда вес тела в среде становится равным силе сопротивления среды, т.е. гидродинамическому сопротивлению, при падении зерна в воде (при свободном падении). Либо гидродинамическому плюс механическому сопротивлению при стесненном падании. Крупность зерен сферической формы характеризуется диаметром шара; крупность зерен неправильной (несферической) формы – характерным размером; например, эквивалентным диаметром по объему dЭ или по поверхности dS. Эквивалентный диаметр зерна неправильной формы по объему dЭ – это диаметр шара, объем которого равен объему зерна. Рассчитывают его по формуле:
где  - масса некоторого числа зерен n, г; определяется i1 взвешиванием на весах; ρ– плотность зерен, г/см3. Конечная скорость свободного падения зерна неправильной формы меньше, чем скорость падения равнообъемного ему шара. Это уменьшение учитывают с помощью поправочного коэффициента формы, который рассчитывают по экспериментальным данным для конечной скорости свободного падения зерен неправильной формы. Коэффициент формы Kχ - отношение экспериментально определенной конечной скорости свободного падения данного зерна неправильной формы v0 экс теоретической конечной скорости свободного падения, когда реальное зерно заменяют равнообъемным ему шаром v0 теор: Kχ= v0 экс/v0 теор (5.4) Поскольку v0 экс<v0 теор, для зерен неправильной формы Kχ<1. Для шара Kχ=1. Коэффициент формы не может быть больше 1. Теоретическую скорость рассчитывают по одной из частных формул для конечной скорости свободного падения v0. Формулу для v0 выбирают с учетом крупности и плотности зерна и параметров среды по значению первого параметра Лященко Re2ψ (Re- число Рейнольдса, характеризующее режим движения зерна; ψ- коэффициент сопротивления). В данной работе для расчета v0 используют формулу Ньютона - Риттингера   (5.5)где KR- коэффициент; dЭ - эквивалентный диаметр зерна, г/см3; Δ - плотность среды, г/см3, для воды =1 г/см3. Коэффициент  где g=981 см/с2; Скорость падения зерна в неподвижной (спокойной) воде экспериментально определяется обычно как путь, деленный на время, за которое он пройден.  Рис. 5.1. Классификационная труба Аппаратура. Аппарат для экспериментального определения конечной скорости свободного падения – цилиндрическая стеклянная классификационная труба диаметром 35-40 мм и высотой 1000-1500 мм (рис. 5.1). Классификационная труба 1, установленная на станине 2, шлангом с краном 3 подключается к водопроводной сети с постоянным напором воды. Вода из трубы сливается через воронку 4 и шланг 5. Труба снабжена миллиметровой шкалой 5 и нижней пробкой 6. Исходный материал различные тела (зерна), например, эбонитовый шарик, зерна угля, кварца, магнетита крупностью 1-3 мм. Либо другие тела, по указанию преподавателя. Результаты экспериментального определения конечной скорости падения зерен
 Вывод: Проделав данную лабораторную работу я приобрел навыки экспериментального определения скорости падения зерен, оценил влияние на скорость падения таких разделительных признаков зерен, как их плотность, крупность, форма и степень стеснения, к тому же определил, что скорость падения частиц в среде зависит от егшо размеров, формы, плотности зерна и плотности среды. Более крупные частицы с большой плотностью падают быстрее, чем мелкие с малой плотностью. Однако скорость падения крупной частицы с большой плотностью может значительно уменьшиться, если она имеет плоскую форму, так как в этом случае возрастает сопротивление среды. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, 
, 