Phần 1 của giáo trình Chuẩn bị khoáng sản cung cấp cho học viên những nội dung về: khái niệm về quá trình tuyển khoáng; thành phần vật liệu khoáng sản; phương pháp trung hòa nguyên liệu thô; quá trình sàng và phân cấp;... Mời các bạn cùng tham khảo!
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH Tiến sĩ Lưu Quang Thủy (Chủ biên) Thạc sỹ Nguyễn Thị Kim Tuyến Thạc sỹ Bùi Kim Dung GIÁO TRÌNH CHUẨN BỊ KHOÁNG SẢN DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC (LƯU HÀNH NỘI BỘ) QUẢNG NINH- 2014 LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình Chuẩn bị khống sản biên soạn với mục đích giới thiệu kiến thức cơng đoạn chuẩn bị nguyên liệu đầu khoa học công nghệ gia cơng chế biến làm giàu khống sản có ích Chủ yếu bao gồm kiến thức lý luận thiết bị của: trình sàng phân cấp, trinh đập nghiền; khái niệm đối tượng tiêu công nghệ ngành tuyển khống; q trình phân tích trung hịa quặng thơ Trên sở nhu cầu giáo trình biên soạn thành sáu chương Chương Khái niệm q trình tuyển khống Chương Thành phần vật liệu khoáng sản Chương Phương pháp trung hịa ngun liệu thơ Chương Q trình sàng phân cấp Chương Quá trình đập nghiền Chương Chế độ công nghệ máy nghiền tang quay Giáo trình tài liệu thức dùng giảng dạy cho sinh viên Đại học Kỹ thuật Tuyển khoáng Cơ điện- Tuyển khoáng, Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, đồng thời tài liệu tham khảo cho sinh viên, giáo viên, cán quản lý ngồi ngành Giáo trình Tiến sĩ Lưu Quang Thủy chủ biên, Thạc sỹ Nguyễn Thị Kim Tuyến, Thạc sỹ Bùi Kim Dung biên soạn Trong trình biên soạn khơng tránh khỏi thiếu sót, tập thể tác giả mong nhận ý kiến đóng góp bạn đọc, để lần tái sau hồn thiện Mọi đóng góp xin gửi theo địa chỉ: Bộ mơn Tuyển khống, Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh CÁC TÁC GIẢ -1- Chương KHÁI NIỆM VỀ Q TRÌNH TUYỂN KHỐNG 1.1 Khái niệm khoáng sản 1.1.1 Khoáng vật Trong tự nhiên nguyên tố hóa học thường gặp nhiều dạng, tác động nhiều trình địa chất khác mà tạo thành Một số nguyên tố hóa học thường tồn dạng đơn chất như: vàng, bạch kim, bạc, đồng, lưu huỳnh, bon (than đá, graphit, kim cương) lại hầu hết nguyên tố tồn tự nhiên dạng hợp chất với ôxi lưu huỳnh, flo, silicat Những dạng nguyên tố, hợp chất gọi khống vật Khống vật nguyên tố, hợp chất vô tồn tự nhiên có cấu trúc tinh thể xác định, có tính chất xác định như: khối lượng riêng (tỷ trọng), tính nhiễm từ (từ tính), tính dẫn điện, tính dính ướt, tính tan, mầu sắc Khống vật gọi theo tên chúng không gọi theo tên cơng thức hóa học Tên gọi khống vật đa dạng, có thể: - Mang tên ngun tố chứa khống vật ví dụ như: Cromit (FeCr2O4) - Địa danh, nơi phát khoáng vật, ví dụ: bauxit tìm vùng Les baux (Pháp) - Tưởng niệm danh nhân đó, ví dụ: gadolinit từ tên nhà bác học A.B.Gadoliin - Căn vào hình dạng tinh thể, ví dụ: lepidolit từ chữ lepis, có nghĩa vẩy - Theo chữ tên gọi nguyên tố, ví dụ như: tuheolit chữ ghép Th, U, He, O - Hoặc tên gọi hoàn toàn khơng có ý nghĩa gì, ví dụ: apatit có nguồn gốc từ chữ Hy Lạp “apatao”, tức “nhầm”, apatit dễ nhầm với số khoáng vật khác Bảng 1-1 Một số khoáng vật quan trọng thường gặp loại quặng Tên khống vật Cơng thức Hàm lượng nguyên tố chủ yếu, % Độ cứng Trọng lượng riêng (t/m3) Khoáng vật Sắt Hêmatit Fe2O3 70Fe 5,5-6,5 4,9-5,3 Manhetit FeO.Fe2O3.Fe3O4 72,4Fe 5,5-6,5 5,2 Limônit 2Fe2O3.3H2O 59,9Fe 5,0-5,5 3,6-4,0 Pyrit FeS2 46,6Fe 6,0-6,5 4,9-5,0 -2- Tên khống vật Cơng thức Hàm lượng nguyên tố chủ yếu, % Độ cứng Trọng lượng riêng(t/m3) Xiderit FeCO3 48,3Fe 3,5-4,0 3,9 Khoáng vật Mangan Braonit 3Mn2O3MnSiO2 78,3Mn 6,0-6,5 4,8 Pyroluzit MnO2 63,2Mn 1,0-2,5 4,7-4,9 Manganit Mn2O3 H2O 62,5Mn 4,0 4,2-4,4 Pôxilômêlan MnOMnO2nH2O - 5,0-6,0 3,7-4,7 52-57Cr2O3 5,5 4,5-4,8 Khống vật Crơm Crơmit FeO.Cr2O3 Khống vật Đồng Chancơzin Cu2S 79,8Cu 2,5-3,0 5,5-5,8 Chancơpyrit CuFeS2 34,6Cu 3,5-4,0 4,1-4,3 Bocrit Cu5FeS4 63,3Cu 3,0-3,5 4,9-5,4 Côvenlin CuS 66,5Cu 2,0 4,5 Cuprit Cu2O 88,8Cu 3,5-4,0 5,9-6,2 Azurit 2CuCO3 Cu(OH)2 55,0Cu 3,5-4,0 3,8-3,9 Khoáng vật Niken Penlandit 2FeS.NiS 22,0Ni 3,5-4,0 4,6-5,0 Milêrit NiS 64,8Ni 3,0-3,5 5,3-5,7 Nikelin NiAS 36,3Ni 5,5 7,3-7,7 Khống vật Chì Galenit PbS 86,6Pb 3,0 7,4-7,6 Xêruxit PbCO3 77,5Pb 3,0-3,5 5,3-5,7 Anglêxit PbSO4 66,3Pb 2,8-3,0 6,1-6,4 Spalerit ZnS 67,1Zn 3,5-5,0 3,9-4,1 Xmitxôcit ZnCO3 52,0Zn 5,0 4,3-4,5 Calamin Zn2SiO4.H2O 53,7Zn 3,4-3,5 4,5-5,0 77,7Cd 3,0-3,5 5,0 Khoáng vật Cadimi Grinokit CdS Khống vật Cơban Cơbantin CoArS 25,4Co 5,5 6,0-6,4 Smaltin CoAr2 38,1Co 5,5 6,4-6,5 Linotit (Co,Ni) 14-53Co 5,5 4,8-5,8 -3- Tên khống vật Cơng thức Hàm lượng ngun tố chủ yếu, % Độ cứng Trọng lượng riêng(t/m3) Khoáng vật Nhôm Alunit KAl(SO4)2(OH)6 19,6Al 3,8 2,7 Nêphêlin Nn(AlSiO4) - 5,5-6,0 2,6-2,7 Diaspo Al2O3.H2O 85Al 6,5-7,0 3,4 - 2,5 1,6 28,9Mg 4,0-4,5 3,1 Khoáng vật Magiê Cacnalit Magezit MgCO3 Khoáng vật Angtimoan Angtimonit Sb2S3 71,4Sb 2,0 4,7 Xênacmontit Sb2O3 83,6Sb 2,0 5,3 Valentinit Sb2O3 83,6Sb 2,5-3,0 5,6 Khoáng vật Acsen Reange AsS 70,1As 1,5-2,0 2,6 Anripicmen As2S3 61As 1,5-2,0 3,5 Acsenopyrit FeAsS 46,0As 5,5-6,0 5,9-6,3 Xcorodit FeAsO2 81,2Bi 2,0 7,16 Khoáng vật Bismut Bismutin Bi2S3 Khoáng vật Thiếc Canxiterit SnO2 78,8Sn 6,0-7,0 6,8-7,1 Stamin Co2SFeS.SnS2 27,7Sn 4,0 4,0 Khoáng vật Vonfram Gibnêrit MnWO4 50,7W 5,0-5,5 7,2-7,5 Vônframit (Fe,Mn)WO4 51,3W 5,0-5,5 7,2-7,5 Fecberit FeWO4 60,6W 5,0-5,5 7,2-7,5 Sheelit CaWO4 63,9W 4,5-5,0 5,9-6,1 Khống vật Mơlipden Mơlipdenit MoS2 69,0Mo 1,0-1,5 4,7-4,8 Vunfenit PbMoO4 26,2Mo 3,0 6,7-7,0 Khoáng vật Thủy ngân Calomen HgCl 86,0Hg 1-2 6,5 Kinôva HgS 36,2Hg 2-2,5 5,1 -4- Tên khống vật Cơng thức Hàm lượng ngun tố chủ yếu, % Độ cứng Trọng lượng riêng(t/m3) Khoáng vật Titan Inmenit FeTiO3 31,6Ti 5,0-6,0 4,5-5,0 Rutin TiO2 60Ti 6,0-6,5 4,2 Khoáng vật Vadini Vanadinit PbS(VO4)3Cl 19,4V 3,0 6,8-7,2 Patronit V2S5 15V 2,5 2,7 Các khoáng vật phi kim loại Canxit CaCO3 3,0 2,9 Đôlômit CaCO3MgCO3 3,5-4,0 2,5-2,8 Thạch anh SiO2 7,0 2,2-3,4 Thạch cao CaSO4.2H2O 1,5-2,0 2,8-3,0 Anhydrit CaSO4 3,0-3,5 4,3-4,7 Barit BaSO4 3,0-3,5 Apatit Ca5(PO4)F2 Tanl (hoạt thạch) 3MgO2SiO2.2H2O 1,0 3-4 Fluorit CaF2 4,0 3,2 Fenpat (Ca,Na,K)AlSi3O8 Cao lanh Al4(Si4O10)(OH)8 2-3 2,5-2,6 Bentonit (Al2,Mg3)Si4O10OH2·nH2O 2-2,5 2-2,7 Illite K1Al2[(Al,Si)Si3O10(OH)2.nH2O] Mica K(Al2,Mg3)[AlSi3O10][F,OH]2 2-2,85 Zircon ZrSiO4 7-8 4,6-4,7 Graphit C 1-2 2,1-2,3 Bauxit Al2O3.(3H2O,H2O) 2,5-7 2,43-3,5 3,16-3,22 2,56-2,77 2,6-2,9 Tùy theo mục đích sử dụng khoáng vật mà chia thành: khoáng vật có ích (có giá trị sử dụng) khống vật khơng có ích (khơng có giá trị sử dụng), cách chia tương đối khống vật tồn hai dạng 1.1.2 Khoáng sàng mỏ Trong tự nhiên, khoáng vật phân bố không vỏ trái đất, nơi tập trung nhiều khống vật có ích gọi khống sàng Để đánh giá giá trị khoáng sàng ta vào hàm lượng khống vật có ích, giá trị sử dụng khống vật, trữ lượng, -5- tình hình địa chất, điều kiện khai thác, cơng nghệ gia cơng làm giầu khống sản có ích Khống sàng phân thành loại: khống sàng có giá trị cơng nghiệp, khống sàng có đủ điều kiện để khai thác sử dụng có hiệu kinh tế gọi mỏ Khống sàng khơng có giá trị cơng nhiệp, khống sàng khai thác sử dụng khơng có hiệu kinh tế 1.1.3 Quặng Là tập hợp khống vật có ích khống vật có ích đá tạp mà từ lấy kim loại chất có ích khác (theo khống vật học) Quặng chia thành: quặng kim loại (như quặng đồng, chì, sắt ) quặng phi kim (như quặng mica, apatit, pirit, fluorit, graphit, barit, vv.) Quặng kim loại chia quặng kim loại mầu (Al, Cu, Pb, Zn ) quặng kim loại đen (Fe, Mn ) Theo thành phần hóa học quặng cịn chia ra: quặng sunfua (là quặng chứa khống vật có ích dạng hợp chất với lưu huỳnh), quặng ôxyt (là quặng chứa khống vật có ích dạng hợp chất với ơxi), quặng sunfua-ơxyt (là quặng chứa khống vật có ích tồn dạng hợp chất với lưu huỳnh ôxi), quặng cacbonat quặng tự nhiên (là quặng chứa khống vật có ích nguyên tố hóa học dạng tự nhiên vàng, bạch kim, bạc, đồng, lưu huỳnh, bon ) ảnh chụp số quặng cho hình 1-1 1.1.4.Than Than hợp chất hữu trình khai thác chế biến tương tự khoáng chất khác nên theo truyền thống coi khống sản rắn Có nhiều cách phân loại than, dựa vào cách phân loại theo hình thành than than đựơc phân thành: than bùn, than nâu, than có khói (than bitum), than antraxit graphit Than sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu cung cấp cho nhà máy nhiệt điện, làm chất đốt cơng nghiệp dân dụng, dùng để chưng cất, khí hoá dung dịch hoá, sản xuất hợp chất hữu cơ, luyện cốc… Quặng Crômmit Quặng Mangan -6- Quặng đồng Quặng Bauxit Quặng Photphorit Thạch anh Quặng Atimon Quặng Barite Hình 1-1 Ảnh chụp số quặng -7- Hình 1-2 Ảnh chụp than cục nhiệt lượng 6200-7500kcal/kg 1.2 Các lĩnh vực sử dụng trực tiếp nguyên vật liệu khoáng sản 1.2.1 Công nghệ vật liệu xây dựng Xi măng chất kết dính thủy lực, trộn với nước tạo hồ dẻo có tính kết dính đóng rắn mơi trường khơng khí môi trường nước Xi măng sản xuất từ sản phẩm nghiền mịn clinker thạch cao thiên nhiên Để đảm bảo thành phần hóa học clinker người ta thường dùng hỗn hợp từ hai nguyên liệu đá vôi (thành phần chủ yếu CaCO 3, lượng nhỏ MgCO3 số tạp chất khác), đất sét (là loại trầm tích, alumo silicat ngậm nước có nhiều thiên nhiên, thành phần SiO2, Al2O3, Fe2O3 ) vài nguyên lệu phụ quặng bôxit, lacterit, quặng sắt, trepen, điatomit Gốm sứ, thủy tinh: loại vật liệu nhân tạo, sản xuất từ nguyên liệu đất sét cách tạo hình nung nhiệt độ cao; thủy tinh mỏng hay gọi men có bề dày từ 0,1-0,3mm, phủ bề mặt gốm tạo độ bóng, mầu bảo vệ sản phẩm Thành phần men cát thạch anh, fenspat, cao lanh, muối kiềm, ơxyt chì, axit boric borac Đá ốp lát: đá sau khai thác tách thành khối, đem cưa thành lớp mỏng đánh bóng bề mặt Đá, cát thạch anh (có kích thước 0,02-5mm dùng trộn bê tông, vữa xây dựng, làm đồ gốm thủy tinh, bột mài, làm lò thép chịu axit, silicat), Cát cuội sỏi: Là sản phẩm tích tụ lắng đọng lịng sơng nhiều nơi, đặc biệt bậc thềm, bãi bồi sông Bằng Giang, sông Hiến Vật liệu tổng hợp 1.2.2 Cơng nghiệp hóa chất Phân bón: Apatit Ca5(PO4)F2 ; Hóa chất vơ cơ: muối mỏ (halit) để điều chế Na, H ; Chất độn (cho sơn nhựa, mỹ phẩm) Chất mầu có: chất mầu trắng gồm ôxyt kẽm, sunfua kẽm, litopon ôxyt titan; chất mầu đen chủ yếu cacbon; chất mầu đỏ gồm ôxyt sắt, catmi, ôxyt -8- đồng số chất hữu tổng hợp; chất mầu vàng da cam bao gồm crômat, môlibdenit chất catmi; chất mầu xanh da trời làm từ chất vô ôxyt crôm (Cr2O3)… 1.2.3 Công nghệ luyện kim Dùng để luyện kim loại mầu (thiếc, chì, kẽm, đồng, vonfram, titan ) kim loại đen (sắt, crom, mangan…); hợp kim mầu, luyện thép, luyện gang Vật liệu chịu lửa loại vật liệu không bị biến dạng nhiệt độ cao, sử dụng làm lò thiêu, lò đốt đặc biệt lò luyện kim làm việc nhiệt độ 10000C, ví dụ như: gạch chịu lửa, xi măng chịu lửa 1.2.4 Các mục đích khác Kim cương hai dạng thù hình biết đến nhiều cacbon (dạng cịn lại than chì), có độ cứng cao khả tán xạ cực tốt làm cho có nhiều ứng dụng cơng nghiệp ngành kim hoàn Kim cương cho loại khống sản với tính chất vật lý hồn hảo Chúng vật liệu tốt để tạo bề mặt nhám có viên kim cương khác, tinh thể cacbon dạng lồng hay ADNR cắt kim cương Đá quý thường sử dụng làm đồ trang sức gọi tên “Ngọc” giá trị chúng định màu sắc, độ cứng ý nghĩa tượng trưng sử dụng với tư cách đồ trang sức Hồng ngọc (từ hồng nhạt đến đỏ thẫm, màu huyết chim bồ câu; độ cứng 9); Xa phia (lam đậm, lam tím, lam vàng; độ cứng 9); Zicon (vàng cam, đỏ, không màu; độ cứng 7,3), Thạch anh tím (tím sẫm, tím; độ cứng 7;)… Vật liệu mài vật liệu cứng, sắc sử dụng để làm nhẵn bề mặt vật liệu mềm Vật liệu mài chia thành hai loại vật liệu mài tự nhiên gồm chất kim cương, corundun emery, đá hồng ngọc vật liệu mài nhân tạo cacbua silic, ôxyt nhơm Ngồi cịn số kim loại q sử dụng với mục đích trang sức có giá trị vàng, bạc; làm nhiên liệu đốt, luyện cốc than; làm nhiên liệu hạt nhân, vũ khí Uran… 1.3 Một số mỏ khoáng sản Việt Nam Khoáng sản Việt Nam phong phú thể loại nhiên, trữ lượng mỏ đạt tầm cỡ quốc tế Than phân bố Quảng Ninh, Lạng Sơn, Thái Nguyên, Lai Châu, Điện Biên, Đồng Sơng Hồng kèm với đá thải, tạp chất lưu huỳnh Quặng sắt: Việt Nam phát khoanh định 216 vị trí có quặng sắt, có 13 mỏ trữ lượng triệu tấn; tất mỏ quặng sắt Việt Nam, đáng ý có hai mỏ lớn mỏ sắt Quý Xa- Lào Cai mỏ sắt Thạch Khê- Hà Tĩnh Trong quặng sắt thường chứa khống vật Manhêtít, hêmatit, limonit; đá thải thạch anh silicat Quặng apatit tập trung Lào Cai quặng loại I đưa vào sử dụng trực tiếp, phần quặng loại II dùng cho sản xuất phân lân nung chảy, cịn lại loại quặng -9- G F D Hình 4-26 Lực tác dụng lên hạt hình cầu rơi nước Trong đó: x- tốc độ rơi hạt Khi lực cản tính cơng thức: D = r V g - l.g.V = V g (r - l) D= d g ( r l ) Ở thời điểm ban đầu, hạt chuyển động môi trường với tốc độ không gia tốc cực đại Trong trình chuyển động, tốc độ rơi hạt tăng dần, lực cản môi trường tăng nên gia tốc hạt giảm sau khoảng thời gian ngắn hạt đạt tới tốc độ cực đại không đổi tức gia tốc hạt không ( dx =0) Tốc dt độ cực đại (tốc độ cuối cùng) ký hiệu V0 Các nhà khoa học đưa giả thuyết khác nhau, để xác định tốc độ rơi cuối hạt: Theo giả thuyết Stốc: Ông cho lực cản thủy lực lực cản độ nhớt suy D = 3..d..V0 độ nhớt mơi trường, tốc độ rơi cuối cùng: - Khi hạt có d 0,1mm V0 0,545d r l - Khi hạt có kích thước d mm (cơng thức Ritinger): V0 0,16 d 1000 - Khi hạt có d= 0,1-2mm (công thức Alen): V0 0,1146d 1000 Sự khác tốc độ rơi cuối hạt khoáng khác sở để phân chia chúng trình phân cấp -101- Bằng nhiều nghiên cứu xác định quy luật rơi hạt khống mơi trường sau: Hạt nặng, kích thước lớn có tốc độ rơi lớn nhất; tăng khối lượng riêng độ nhớt mơi trường, tốc độ rơi hạt giảm; hình dạng đặc tính bề mặt hạt ảnh hưởng lớn đến tốc độ rơi chúng; khối lượng hạt tốc độ rơi hạt hình cầu lớn tốc độ rơi hạt có góc cạnh, tốc độ rơi hạt dạng nhỏ cả, nhiệt độ môi trường ảnh hưởng đến tốc độ rơi hạt Trong trình phân chia xẩy tượng, hạt khống có khối lượng riêng đường kính khác lại có tốc độ rơi cuối môi trường gọi tượng hạt khoáng rơi đồng Tỷ số đường kính hai hạt (d1 d2) có khối lượng riêng khác ký hiệu e gọi hệ số rơi đồng - Với hạt d mm: e d1 d 1 d - Với hạt d = 0,1- mm: e d2 2 - Với hạt d 0,1 mm: e d1 2 d2 1 Trong đó: 1, 2- khối lượng riêng hạt nhẹ hạt nặng, kg/m3; - khối lượng riêng môi trường, kg/m3 Khi phân chia hỗn hợp hạt khoáng để tránh tượng hạt nặng cỡ hạt nhỏ rơi vào sản phẩm nhẹ, hạt nhẹ cỡ hạt lớn rơi vào sản phẩm nặng trước phân chia cần phân cấp vật liệu đầu thành cấp hạt hẹp (sao cho tỷ số kích thước hạt lớn hạt nhỏ nằm giới hạn không vượt hệ số rơi đồng đều) Trong thực tế tuyển khoáng gặp rơi tự hạt khoáng riêng lẻ mà thường rơi tập hợp hạt Khi tốc độ rơi hạt giảm hạt khoáng rơi chịu tác động hạt bên cạnh khơng gian hẹp Khi gọi rơi vướng mắc hạt khoáng Tốc độ rơi vướng mắc cuối hạt xác định theo công thức sau: Vvm K V0 , m/s Trong đó: K- hệ số giảm tốc độ rơi vướng mắc so với rơi tự 4.7.2 Khái niệm phân cấp Phân cấp trình phân chia hỗn hợp hạt khống thành phần có kích thước khác theo tốc độ rơi chúng môi trường tĩnh môi trường chuyển động liên tục Thiết bị để thực trình gọi máy phân cấp Khi hạt nặng (có khối lượng riêng lớn, kính thước lớn) có vận tốc rơi lớn tạo thành sản phẩm nặng gọi sản phẩm cát, hạt nhẹ (có khối lượng riêng nhỏ, kính thước nhỏ) có vận tốc rơi nhỏ tạo thành sản phẩm nhẹ gọi sản phẩm bùn tràn -102- Môi trường phân cấp mơi trường nước (phân cấp thủy lực) hay mơi trường khí (phân cấp khí) Khi vật liệu đưa vào phân cấp hạt có khối lượng riêng độ hạt khác nhau, sản phẩm phân cấp khác độ hạt Nhưng vật liệu đầu khác khối lượng riêng độ hạt sản phẩm phân cấp chứa hạt rơi thuộc khoáng vật có khối lượng riêng độ hạt khác 4.7.3 Nguyên lý phân cấp Để phân chia vật liệu thành cấp hạt theo tốc độ lắng ta thực hai phương pháp sau: Vật liệu đầu Vật liệu đầu vd vg a) h vp Bùn tràn V Bùn tràn n Cát l b) Cát - Hạt có kích thước, khối lượng riêng nhỏ -Hạt có kích thước, khối lượng riêng lớn Hình 4-27 Sơ đồ phân cấp hạt khoáng Phương pháp phân chia theo dịng chảy ngang (hình 4-27-a): quỹ đạo chuyển động hạt phụ thuộc vào tốc độ vp hợp lực vd (tốc độ dòng nước) vg (tốc độ chuyển động tác dụng trọng lực), chiều sâu dòng bùn h, quãng đường chuyển động nằm ngang l Nếu hạt khống tồn thời gian chuyển động ngang dòng chảy kịp rơi hết chiều sâu h dịng bùn lắng xuống tạo thành sản phẩm cát, cịn hạt khơng kịp rơi hết chiều cao h bị dịng nước tạo thành sản phẩm bùn tràn Phân cấp dòng thẳng đứng (hình 4-27-b): có dịng nước lên với tốc độ hạt có tốc độ chuyển động thắng tốc độ lên dịng nước (vn) (là hạt có khối lượng riêng lớn, kích thước lớn có trọng lực lớn) chìm xuống tạo thành sản phẩm cát, cịn hạt có tốc độ chuyển động khơng thắng tốc độ chuyển động lên dòng nước (là hạt có khối lượng riêng nhỏ, kích thước nhỏ có trọng lực nhỏ) bị dịng nước đẩy lên vào sản phẩm bùn tràn Quá trình phân cấp sử dụng rộng rãi xưởng tuyển khống có giới hạn độ hạt đưa vào phân cấp 13mm than 56mm quặng Trong thực tế tuyển khống, q trình phân cấp thường thực chức sau: - Thực khâu sản xuất độc lập để rửa sét loại quặng thô - Thực khâu chuẩn bị nguyên vật liệu cho khâu (thường chuẩn bị vật liệu cho trình tuyển nổi) -103- - Thực chức phù trợ (kết hợp với q trình nghiền tạo thành sơ đồ nghiền vịng kín) 4.7.4 Hiệu suất phân cấp Để xác định hiệu suất phân cấp thiết bị người ta dùng công thức: d d d 100 ,% d d d Trong đó: -d; -d ; -d hàm lượng cấp hạt danh giới vật liệu đầu, sản phẩm bùn tràn, sản phẩm cát Để xác định kích thước hạt danh giới tồn định nghĩa sau: Định nghĩa 1: Kích thước hạt ranh giới kích thước cấp hạt vơ hẹp, q trình phân cấp phân phối vào sản phẩm cát sản phẩm bùn với tỷ lệ 50% Xác định tỷ lệ phân phối cấp hạt vào sản phẩm cát bùn sau vẽ đường cong phân phối cấp hạt vào sản phẩm cát bùn Hoành độ giao điểm đường cong kích thước hạt ranh giới Định nghĩa 2: Kích thước hạt ranh giới kích thước cấp hạt vơ hẹp, q trình phân cấp phân phối vào sản phẩm bùn với tỷ lệ sản phẩm bùn Vẽ đường cong phân phối cấp hạt vào sản phẩm bùn, từ thu hoạch sản phẩm bùn kẻ đường song song với trục hoành, cắt đường cong phân phối sản phẩm bùn, hoành độ giao điểm kích thước hạt ranh giới Định nghĩa 3: Kích thước hạt ranh giới kích thước cấp hạt vô hẹp coi mốc phân chia với thu hoạch sản phẩm bùn hàm lượng cấp hạt nhỏ kích thước có vật liệu đầu Căn vào kết phân tích rây vật liệu đầu vẽ đường đặc tính độ hạt theo âm Từ thu hoạch sản phẩm bùn kẻ đường thẳng song song với trục hồnh cắt đường đặc tính theo âm hồnh độ giao điểm kích thước hạt ranh giới Định nghĩa 4: Kích thước hạt ranh giới kích thước cấp hạt vơ hẹp coi mốc để vật liệu đầu chia thành sản phẩm cát bùn, với hàm lượng hạt khác cỡ sản phẩm Vẽ đường đặc tính theo âm sản phẩm cát đường đặc tính theo dương sản phẩm bùn Hồnh độ giao điểm hai đường đặc tính kích thước hạt ranh giới 4.7.5 Phân loại thiết bị phân cấp Theo nguyên lý làm việc máy phân cấp phân thành: máy phân cấp môi trương trọng lực, máy phân cấp môi trường ly tâm (xiclon thủy lực) Theo cách tháo sản phẩm cát khỏi máy phân cấp mà chia ra: máy phân cấp giới gồm có máy phân cấp cào, máy phân cấp ruột xoắn, máy phân cấp hình trụ, -104- gầu nâng; máy phân cấp thủy lực tháo sản phẩm cát tự chảy gồm có máy phân cấp hình nón, máy phân cấp hình tháp, máy phân cấp hình trụ Hiện xí nghiệp tuyển khống áp dụng rộng rãi máy phân cấp ruột xoắn xiclon thủy lực 4.7.5.1 Máy phân cấp ruột xoắn 1- động điện; 2- hộm giảm tốc; 3- cửa liệu; 4- trục trung tâm; 5- thân máng; 6- ruột xoắn; 7- giá đỡ; 8- ống làm bùn máy; 9- ống sản phẩm bùn tràn Hình 4-28 Máy phân cấp ruột xoắn Máy phân cấp ruột xoắn máng hình bán trụ (tiết diện bán nguyệt) đặt nằm nghiêng khung kim loại Trong máng có đặt hai trục quay có lắp cánh xoắn (ruột xoắn, vít xoắn) Cánh xoắn làm thép có chiều rộng chiều -105- rộng khoảng 0,1 đến 0,4 đường kính cánh xoắn có bước xoắn 0,5 đường kính Mặt ngồi cánh xoắn phủ gang trắng hợp kim tránh hao mịn Cánh xoắn đặt chìm bùn Trục cánh xoắn lắp đặt ổ đỡ Ổ đỡ phía đặt chìm bùn, ổ đỡ phía đặt ổ quay cho phép đầu trục nâng lên hay hạ xuống Máy phân cấp có ruột xoắn chìm, đầu thấp ruột xoắn hoàn toàn ngập bùn tạo sản phẩm bùn tràn mịn (>60% cấp hạt -0,074mm) Máy phân cấp có ruột xoắn nổi, phần ruột xoắn lên mặt bùn tạo sản phẩm bùn tràn thô (