Поскольку особенности роста природных
алмазов в низкоалмазоносных и высокоалмазоносных
трубках проявляются в закономерностях
распределения источников люминесценции
по объему кристалла, то по исследованию
отдельных находок алмаза можно прогнозировать
потенциальную алмазоносность еще не
открытых месторождений. На поиск бедных
и богатых алмазами трубок расходуются
одинаковые ресурсы, поэтому прогнозирование
их алмазоносности является очень важной
задачей на этапе поисковых работ. Метод
люминесцентной томографии позволяет
решать и ряд других прикладных геологических
задач, например, по находкам алмазов предсказывать
наличие неизвестного коренного источника,
осуществлять привязку россыпей к конкретным
трубкам и т.д. Таким образом, использование
явления люминесценции играет важную
роль как на этапе поиска алмазных месторождений,
так и при извлечении алмазов из руды.
В данной работе мы остановились только
на люминесценции, но существуют и другие
физические явления, использование которых
в практической деятельности весьма перспективно.
Однако разработки по их применению находятся
пока на стадии лабораторных экспериментов
или действующих макетов. Например, комбинационное
рассеяние (КР) излучения в минералах также
относится к области оптических эффектов.
Исследования показывают, что на основе
использования явления КР в качестве отличительного
признака алмазов может быть сконструирован
целый ряд радиометрических сепараторов
с повышенной (по сравнению с рентгенолюминесцентными)
способностью к извлечению алмазов. Эти
работы, несомненно, требуют продолжения
и развития.
Рентгенолюминесцентная сепарация алмазов
является основным обогатительным процессом
алмазодобывающей индустрии, занимающей
около 50 тыс. работников только в России.
Специалисты-обогатители готовятся в
ряде вузов нашей страны, но специалистов
по радиометрической сепарации вообще
и по рентгенолюминесцентной сепарации
алмазов, в частности, не выпускает ни
один вуз. Процесс радиометрической сепарации
имеет существенные отличия от тех, на
которых основаны применяемые методы
обогащения и требует не только владения
электронной техникой, но и глубокого
знания физики происходящих процессов.
Алмазодобывающая промышленность является
наиболее важной, базовой отраслью Якутии.
Исследования в области люминесценции
минералов, физики твердого тела, оптики
и спектроскопии способствуют повышению
экономической эффективности этой отрасли
и имеют важнейшее народнохозяйственное
значение. Поэтому такие исследования
должны входить в состав приоритетных
направлений республиканской науки[2 c.
28].
3 Футеровка
и мелющие тела мельниц
Мелющие тела – это основной
компонент в технологическом процессе
измельчения материалов при производстве
цемента, электроэнергии, стекла, силикатных
изделий, при извлечении концентрата для
производства металлов. По форме мелющие
тела подразделяют на мелющие шары, цильпебс
и стержни. Мелющие шары изготавливают
методом прокатки, штамповки, ковки из
сталей различных марок, а также методом
литья из чугуна. Диаметр мелющих шаров
варьируется в диапазоне от 15 до 140 мм.
Мелющие тела – это основной
компонент в технологическом процессе
измельчения материалов при производстве
цемента, электроэнергии, стекла, силикатных
изделий, при извлечении концентрата для
производства металлов. По форме мелющие
тела подразделяют на мелющие шары, цильпебс
и стержни. Мелющие шары изготавливают
методом прокатки, штамповки, ковки из
сталей различных марок, а также методом
литья из чугуна. Диаметр мелющих шаров
варьируется в диапазоне от 15 до 125 мм.
Шаровая мельница представляет
собой вращающийся стальной барабан, в
котором измельчение материала происходит
под воздействием движения мелющих тел.
В зависимости от скорости вращения барабана
шаровой мельницы различают два основных
режима ее работы: при малой скорости –
каскадный, при большой – водопадный.
При каскадном режиме работы шаровой мельницы
мелющие тела перекатываются, и сырье
и цементный клинкер измельчаются под
действием раздавливающих и истирающих
усилий. При водопадном режиме работы
шаровой мельницы измельчение сырья и
цементного клинкера происходит за счет
кинетической энергии падающих по параболической
траектории шаров.
В цементной промышленности
измельчение материала в шаровой мельнице
проходит в 2 этапа. На первом этапе в шаровой
мельнице осуществляется предварительное
измельчение сырья в виде мела, известняка,
мергеля, мергелистого мела, глиняного
шлама, железосодержащих добавок. На втором
этапе в шаровой мельнице происходит измельчение
цементного клинкера. В зависимости от
вида цемента, при производстве клинкера
в него может добавляться шлак в различных
пропорциях, что влияет на расход мелющих
шаров. При измельчении в шаровой мельнице
цементного клинкера с добавками шлака
расход мелющих шаров больше, чем при измельчении
чистого цементного клинкера.Таким образом,
минералогический состав цементного клинкера,
а также используемое сырье, размер частиц
на входе, тонина помола, коэффициент насыщения
цементного клинкера влияют на износ мелющих
тел.
Футеровка шаровых мельниц
– специальная отделка для обеспечения
защиты барабана и торцевых крышек мельницы
от возможных механических или физических
повреждений, а также для повышения эффективности
измельчения материала. С этой целью применяются
футеровки из различных материалов, но
чаще всего металлические и резиновые
футеровки. Бронефутеровки (металлические
футеровки) обладают высокой универсальностью,
так как могут успешно применяться, как
в сухих, так и в мокрых процессах измельчения.
Они выполняются из плит, изготовленных
из марганцовистой или хромистой стали,
отличающихся высокой твердостью.
Резиновые футеровки широко
применяются в мельницах второй и третьей
стадий измельчения, а также на мельницах
доизмельчения. Резиновые футеровки характеризуются
долгим сроком службы, в общем превышающим
срок службы металлических футеровок.
Стальные мелющие шары. Существует
несколько способов получения стальных
шаров: методом ковки, штамповки и прокаткой
в винтовых калибрах. Метод прокатки стальных
шаров на шаропрокатных станах является
одним из наиболее современных методов
производства и по сравнению с литьем
и ковкой имеет ряд существенных преимуществ.
Изготовление стальных шаров ковкой или
литьем малопроизводительно (в основном
ручное производство) и сопровождается
значительной потерей металла (при разливке,
на облой при ковке). Способ получения
стальных шаров поперечной прокаткой
из круглой заготовки экономичен. Он отличается
большой производительностью при производстве
стальных шаров за счет возможности осуществления
на непрерывных автоматизированных агрегатах,
что позволяет в 2-8 раз повысить производительность
и на 10-15% снизить расход металла. Помимо
этого, производимые таким образом стальные
шары имеют высокое качество и относительно
низкую себестоимость изготовления.
Шары стальные 1-ой и 2-ой группы
твердости изготавливаются из углеродистой,
низколегированной и легированной стали.
Массовая доля углерода в углеродистой
стали должна быть не менее:
- 0,40% – для шаров стальных с условным диаметром 15-60мм
- 0,60% – для шаров стальных с условным диаметром 70-120мм.
Углеродный эквивалент низколегированной
и легированной стали должен быть не менее:
- 0,50% – для шаров стальных с условным диаметром 15-60мм
- 0,70 % – для шаров стальных с условным диаметром 70-120мм.
Шары стальные 3-ей и 4-ой группы
твердости изготавливают из стали, которая
имеет углеродный эквивалент не менее
0,75%, с массовой долей углерода не менее
0,60%.
Шары стальные 5-ой группы твердости
изготавливают из стали, углеродный эквивалент
которой должен быть не менее:
- 0,75% – для шаров стальных с условным диаметром 15-60мм (углерод не менее 0,60%)
- 0,80% – для шаров стальных с условным диаметром 70-120мм (углерод не менее 0,65%)
Допускается изготовление стальных
шаров из стали других марок при условии
обеспечения требуемой твердости [3 c. 34].
4 Флотационные реагенты
Флотационные реагенты ‒ химические
вещества, обусловливающие и регулирующие
большинство процессов флотации. Флотационные
реагенты находясь в жидкой фазе пульпы
и адсорбируясь на границах раздела фаз
жидкость – газ и твёрдая фаза – жидкость,
создают условия для избирательной (селективной)
флотации частиц определённых минералов.
Различают три основные группы Флотационных
реагентов – собиратели, регуляторы и
пенообразователи.
Собиратели (или коллекторы)
– органические вещества, служащие для
гидрофобизации поверхности частиц флотируемых
минералов, что делает возможным их прилипание
к пузырькам газов. Молекулы собирателя
обычно состоят из двух частей – углеводородной
(неполярной) и карбоксильной группы, аминогруппы
и другой (полярной) химически активной,
закрепляющейся на поверхности минералов.
По способности диссоциировать на ионы
в водной среде собиратели делятся на
неионогенные и ионогенные. Первые практически
нерастворимы в воде и представлены обычно
неполярными, углеводородными жидкостями
(керосин, нефтяные масла и др.). Вторые
диссоциируют в воде на анион и катион
и в зависимости от вида гидрофобизирующего
иона подразделяются на анионные (например,
ксантогенаты, аэрофлоты, жирные кислоты
и их соли, алкилсульфаты) и катионные
(например, высшие жирные амины и их соли,
четвертичные аммониевые основания). Хемосорбционное
закрепление собирателя на определённых
элементах поверхности частиц минералов
обусловливает избирательность флотации.
Углеводородная часть молекулы собирателя,
крайне слабо притягивающая молекулы
воды, препятствует гидратации поверхности
минерала – образованию устойчивого слоя,
состоящего из молекул воды. Добавки неполярных
жидкостей (масел, керосина) в пульпу усиливают
гидрофобизацию. Иногда для более полного
извлечения нужных минералов применяется
сочетание различных собирателей. Для
флотации сульфидных минералов (галенита,
халькопирита, сфалерита) чаще всего применяются
растворимые в воде соли ксантогеновой
или дитиофосфорной кислот – т. н. ксантогенаты
и дитиофосфаты. Несульфидные минералы
(апатит, флюорит, фосфаты природные и
др.) обычно флотируются различными жирными
кислотами и их солями (олеатом натрия,
солями сульфокислот и др.). Перспективно
применение алкилгидроксамовых кислот
и их солей. При флотации природногидрофобных
минералов (угля, самородной серы и др.)
применяются малорастворимые в воде реагенты,
которые закрепляются на частицах в виде
капелек.
Регуляторы применяются для
повышения избирательности закрепления
собирателей на поверхности определённых
минералов, увеличения прочности этого
закрепления, снижения расхода собирателя
и придания минерализованной пене оптимальной
устойчивости. Когда регулятор действует
непосредственно на поверхность минерала,
способствуя лучшему закреплению на нём
собирателя и активируя флотацию, он называется
активатором. Например, добавление сульфида
натрия сульфидизирует поверхность окисленных
минералов цветных металлов и позволяет
закрепиться на них молекулам ксантогената.
Медный купорос оказывает активирующее
действие на флотацию сфалерита. Регулятор,
затрудняющий взаимодействие минерала
с собирателем, называется подавителем
или депрессором. Например, жидкое стекло
предотвращает закрепление мыл на силикатных
минералах, подавляя их флотацию; известь
и цианиды подавляют флотацию пирита.
Кроме активаторов и подавителей, имеются
реагенты-регуляторы, придающие среде
определенную щёлочность и кислотность
(регуляторы среды). Регуляторы, разобщающие
(пептизирующие) частицы микронных размеров
(тонких шламов), например силикат натрия,
уменьшая их отрицательное действие на
флотацию, называются реагентами-пептизаторами
и чаще всего являются неорганическими
соединениями; реже используют органические
регуляторы (карбоксилметилцеллюлоза
и др.).
Пенообразователи (вспениватели)
повышают устойчивость минерализованной
пены, способствуют лучшему диспергированию
воздуха в пульпе и образованию мельчайших
пузырьков. Обычно это органические Поверхностно-активные
вещества, молекулы которых имеют полярную
и неполярную группы и адсорбируются на
поверхности раздела фаз газ – жидкость,
понижая поверхностное натяжение. Полярные
группы обращены в воду, в результате чего
пузырьки воздуха окружаются устойчивыми
гидратными оболочками, препятствующими
их слиянию. В качестве пенообразователей
применяются различные технические спирты
и их смеси, пиридиновые основания. Некоторые
собиратели (мыла, амины) обладают пенообразующим
эффектом.
Действие флотационных реагентов
зависит от природного состава поверхности
минералов, щёлочности и кислотности среды,
температуры пульпы (для жирных кислот
и их солей) и др. факторов. Расход флотационных
реагентов – от нескольких грамм до нескольких
кг на 1 т флотируемого материала. При флотации
применяют определённый ассортимент реагентов
и порядок их подачи, что составляет основу
флотационного режима. Обычно в пульпу
добавляется регулятор (или регуляторы),
затем – собиратель и впоследствии –
пенообразователь. Выдерживается оптимальное
время контакта пульпы с каждым реагентом.
Во многих случаях действие реагентов
комплексное и приведённая их классификация
несколько условна [4].
Список
литературы
- Обогащение полезных ископаемых [Электронный ресурс] URL : http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/обогащение.
- Мартынович Е.Ф., Морожникова
Л.В., Клюев Ю.А., Плотникова С. П. Рентгенолюминесценция
природных алмазов разных типов // Вопросы
теории и практики алмазной обработки.
– М.: НИИМАШ, 1987. – c. 124.
- Крюков Д. К. Футеровки шаровых
мельниц. М. : Машиностроение, 1985. – 184 с.
- Большая советская энциклопедия [Электронный ресурс] URL : http://slovare.coolreferat.com/%D1%81%D0%BB%.