Стадии исследования руд на обогатимость

Лабораторная установка по электростатическому обогащению включает:

стандартную высоковольтную установку, применяемую в рентгеновских аппаратах с пультом управления, обеспечивающую возможность создания напряжения до 40-0 кВ, и опытный сепаратор, на котором можно в широких пределах изменять основные параметры, определяющие процесс электростатического обогащения.

Для минералогического анализа, например при анализе шлихов или классов ситового анализа различных продуктов, можно использовать устройство (рисунок 1) состоящее из медной пластинки 1 размером 90×120 мм, по углам которой наклеены эбонитовые изоляторы 2 размером 15×15 мм и высотой 4-5 мм. На изоляторы накладывается эбонитовая пластинка 3 того же размера, что и медная. На эбонитовой пластинке для ее зарядки наклеена медная сетка 4, не доходящая до краев на 5 мм. На медную пластинку насыпают слой зерен испытуемого материала, накрывают эбонитовой пластинкой, сетку которой соединяют с кондуктором электрофорной машины, и, вращая круг машины, заряжают сетку и эбонитовую пластинку до потенциала, при котором хорошо проводящие зерна начнут притягиваться к пластинке. После этого прибор отсоединяют от электрофорной машины, не касаясь медной сетки и кондуктора, и осторожно снимают эбонитовую пластинку с приставшими к ней зернами, не задевая при этом медной сетки, чтобы не разрядить ее при снятии. Опыт можно повторить несколько раз, пока не будут разделены все зерна.

 

 

Рисунок 9 – Схема устройства для электростатического разделения минералов

Для подготовки материала к электросепарации в зависимости от характеристики исходного материала и условий его обработки могут применяться: сушка, обеспыливание, классификация по крупности, обработка поверхностно-активными веществами и др.

Подсушка обрабатываемого материала устраняет влияние влажности атмосферного воздуха, стабилизирует поведение сепарируемых частиц и обеспечивает свободное перемещение их в сепараторе под влиянием механических и электрических сил.

Воздушно-сухой материал пропускают через плоскую электропечь, которая монтируется на распределительном лотке сепаратора. В этом случае после прохождения через лоток материал нагревается примерно до 30-40°С.

Можно пользоваться также сушильными шкафами (термостатами). При этом обрабатываемый материал, перемешивая, нагревают 7-10 мин.

Если различие в электропроводности компонентов обрабатываемых материалов небольшое, на процесс сепарации положительное влияние может оказывать предварительная их классификация по крупности. При этом чем уже классификация частиц, тем легче и по более простой схеме они сепарируются. Кроме крупности исходного материала на процесс сепарации влияет также разница в плотности. При наличии компонентов с большой плотностью исходный материал, в случае обогащения его на барабанных электросепараторах, измельчается обычно до крупности не более 3 мм.

Различные сыпучие материалы можно обеспыливать и классифицировать на коронных барабанных и камерных сепараторах.

Эффективность сепарации в меньшей степени определяется свойствами самих минералов (веществ) и в большей – состоянием их поверхности. Естественное состояние последней можно изменить, например очисткой поверхности частиц и удалением с них некоторых составных частей или образованием поверхностных пленок с помощью реагентов, селективно действующих на различные вещества. Если при очистке поверхности частиц удаляемые составные части не могут улетучиваться, рассеиваться или сошлифовываться, то для очистки требуется перемешивание в пульпе.

Обрабатывать поверхностно-активными и пленкообразующими веществами можно как при сухом (газообразном), так и влажном (в виде раствора) состоянии. В этом случае необходима последующая сушка обработанного материала.

Поверхность основных пегматитов обрабатывают фтористоводородной кислотой и фтористоводородной солью (от 100 г/т и более). Минералы, загрязненные железными соединениями, можно протравливать серной кислотой или гидросульфитом цинка.

 

7.4 Метод крутого восхождения

Выбор преобладающих факторов и оценка их значимости по коэффициентам регрессии линейной модели позволяет спланировать последующие эксперименты для достижения оптимальной области кратчайшим способом.

Кратчайшее расстояние к максимуму (минимуму) непрерывной однозначной функции отклика из любой точки определяется градиентом – прямой, перпендикулярной изолиниям параметра оптимизации (см. рисунок 2).

где df/dX1 – частная производная функции отклика по i-му фактору;

           – единичные векторы в направлении координатных осей факторного пространства.

Оценками частных производных df/dX1 являются коэффициенты линейной регрессии bi, и, следовательно, для движения по градиенту необходимо изменять факторы пропорционально их коэффициенту регрессии и в ту сторону, в которую указывает знак коэффициента. Для этого вычисляется произведение коэффициентов на интервале варьирования bi ΔXi, и фактор с максимальным произведением принимается за базовый biδ. Для него выбирают шаг варьирования Δxiδ. Пропорционально базовому определяются шаги по другим факторам

где Δxi – новый шаг варьирования для i-го фактора.

Шаговый процесс движения по поверхности отклика продолжается до тех пор, пока исследователь не попадет в «почти стационарную область», где линейное приближение оказывается уже недостаточным

При переходе через оптимум (по другую сторону холма) значение параметра оптимизации вновь должно ухудшаться. Таким образом, определяется оптимальная область.

Базовый шаг варьирования определяется на основе тех же соображений, что и первоначальный интервал варьирования. Для облегчения расчетов шаги обычно округляют.

На расчет градиента не оказывает влияния b0. Для качественных факторов на двух уровнях либо фиксируется лучший уровень, либо градиент реализуется дважды для каждого уровня в отдельности. Незначимые факторы стабилизируются на любом уровне в интервале ±1. Если нет специальных соображений, то выбирают нулевой уровень. Если же по экономическим соображениям, например, выгодно поддерживать нижний уровень, то выбирают его. В движении по градиенту эти факторы не участвуют.

Движение к оптимуму по градиенту возможно и в случае получения неадекватной модели. В эксперимент могут быть включены и некоторые факторы, коэффициенты при которых оказались незначимыми, но которые важны по технологическим соображениям, так как причины незначимости коэффициентов регрессии могут зависеть от неверного выбора интервалов варьирования

Если значимость некоторых эффектов взаимодействия оказалась выше, чем соответствующих линейных эффектов, возможна переформулировка факторов. Например, при флотации взаимодействие факторов (плотность пульпы×расход ксантогената) оказалось выше, чем каждого из этих факторов. Ясно, что решающим фактором является остаточная концентрация реагента в жидкой фазе пульпы, которая и должна планироваться и регулироваться в последующих экспериментах