Обогащение в тяжёлых средах
(a. dense-media separation, heavy-media separation, float-and-sink separation; н. Schwer- trubeaufbereitung; ф. lavage en liqueur dense, lavage en milieu dense; и. separacion en liquidos pesados, enriquecimiento en los medios pesados, separacion en suspencias pesados, separation por liquidos pesados) — метод обогащения полезных ископаемых, основанный на разл. плотности разделяемых компонентов и тяжёлой среды (плотность к-рой больше плотности воды). Применяется для всех видов твёрдых горючих ископаемых (углей, антрацитов, сланцев), руд чёрных и цветных металлов, фосфатных руд и строит. щебня.
B 1858 англ. изобретатель Генри Бессемер впервые предложил применять тяжёлую среду (растворы неорганич. солей, напр. хлорида железа, и др.) для пром. обогащения. Развитие процесса O. в т. c. шло от использования в качестве тяжёлой среды растворов неорганич. солей к устойчивым, a затем к неустойчивым суспензиям, что привело к широкому распространению этого прогрессивного метода обогащения.
O. в т. c. применяется в пром-сти для обогащения угля c 1932-33 и обогащения руд c 1936. B CCCP работы по исследованию O. в т. c. были начаты в 1925, a распространение этот метод получил c 1961 в угольной пром-сти, затем для обогащения руд. Доля использования O. в т. c. в угольной пром-сти CCCP 29,4% от общего объёма обогащаемого угля (1985). B угольной пром-сти CCCP и за рубежом O. в т. c. занимает 2-e место после обогащения в отсадочных машинах, a в Австралии, Индии, Франции и ЧССР — доминирующее положение. Сущность процесса O. в т. c. в том, что если компоненты обогащаемого п. и. (напр., угольная и минеральная части) различаются по плотности, то при погружении этого п. и. в среду промежуточной плотности получаются две фракции (осевшая и всплывшая), в одной из к-рых сосредотачиваются полезные минералы, a в другой — пустая порода. Частицы, плотность к-рых выше плотности суспензии, погружаются на дно, менее плотные всплывают на поверхность и удаляются гребками. Достаточно чёткое разделение компонентов достигается даже при небольшом различии их плотности. Другим преимуществом является возможность обогащать крупный материал (до 300 мм). Суспензии готовят из смеси тонкоизмельчённых твёрдых частиц и воды. Твёрдые частицы (утяжелитель) являются дисперсной фазой, дисперсион. средой — вода. B качестве утяжелителей применяются минералы или продукты разл. производств. процессов. Наиболее распространены при обогащении углей магнетит (магнетитовый концентрат, плотность 4500-5000 кг/м3), при обогащении руд и неметаллич. п. и. — гранулированный ферросилиций (плотность 6900-7000 кг/м3) и их смесь.
Плотность суспензии регулируется концентрацией в ней утяжелителя. Для снижения вязкости и улучшения свойств суспензий изготовляется гранулир. ферросилиций, a также вводятся спец. хим. реагенты-стабилизаторы или пептизаторы. Для многократного использования утяжелителя применяется регенерация суспензий методом магнитной сепарации.
O. в т. c. осуществляется c помощью ряда последоват. операций: классификация материала, обогащение в сепараторе по плотности, отделение суспензии от продуктов обогащения, возврат рабочей суспензии в систему, регенерация и возврат утяжелителя (рис.).
Рис. Схема цепи аппаратов для обогащения угля в тяжёлых средах: 1 — отсадочная машина; 2 — гидроциклон; 3 — грохот; 4 — сепаратор для обогащения угля в тяжёлых средах; 5 — сборник суспензии; 6 — магнитный сепаратор; 7 — размагничивающее устройство; a — концентрат; б — хвосты; в — слив; г — отходы; д — шлам.
Аппараты для O. в т. c.- сепараторы, к-рые для обогащения крупного материала (от 6 до 300 мм) представляют собой ванны разл. конфигурации (конусные, пирамидальные, барабанные и др.) c устройствами для вывода продуктов обогащения. Наиболее распространены сепараторы c элеваторными колёсами, к-рые располагаются вертикально или наклонно по отношению к ванне. Сепараторы, как правило, являются двухпродуктовыми аппаратами; при необходимости разделения на три продукта объединяются два последовательно установленных сепаратора. Сепараторами для O. в т. c. мелких классов (от 0,5 до 40 мм) служат гидроциклоны. Разделение компонентов в гидроциклонах происходит под действием центробежной силы. Для регенерации суспензии используются магнитные сепараторы (электромагнитные или на постоянных магнитах). Осн. преимущество O. в т. c. в том, что этот метод позволяет получать результаты, близкие к расчётным, недостаток — необходимость регенерации суспензий. Перспективы развития O. в т. c. связаны c поиском новых недорогих и нетоксичных тяжёлых сред и c расширением использования этого метода обогащения для углей и руд.
Литература: Марголин И. З., Обогащение углей и неметаллических полезных ископаемых в тяжелых суспензиях, M., 1961; Циперович M. B., Курбактов B. П., Хворов B. B., Обогащение углей в тяжелых суспензиях, M., 1974; Шохин B. H., Лопатин A. Г., Гравитационные методы обогащения, M., 1980.
З. C. Благова.
