Обогащение руд цветных металлов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» 

 

 
 
 

 

 

 

 
 

 

№ 2037 

Кафедра обогащения руд цветных и редких металлов

Р.В. Коржова 
 
 

Обогащение руд цветных
металлов 

 

Лабораторный практикум 

Под редакцией профессора Э.В. Адамова 

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета 

Москва  2011 

УДК 622.7 
 
К66 

Р е ц е н з е н т  
канд. техн. наук Л.М. Леонова 

Коржова, Р.В. 
К66  
Обогащение руд цветных металлов : лаб. практикум / Р.В. Коржова; под ред. Э.В. Адамова. – М. : Изд. Дом МИСиС, 2011. – 
66 с. 
 

Лабораторный практикум содержит девять работ по основным разделам 
курса «Обогащение руд цветных металлов», в результате выполнения которых будущий инженер-металлург получает практические навыки работы на 
дробильно-размольном, гравитационном, флотационном и другом оборудовании (в лабораторном исполнении), регулирования основных параметров 
аппаратов, изучает процессы обогащения, основанные на различии физических и физико-химических свойств минералов; получает представление о конечных продуктах обогащения, пригодных для дальнейшего металлургического передела. 
Для студентов, обучающихся по направлению Металлургия. 

 

 
© Р.В. Коржова, 2011 

СОДЕРЖАНИЕ 

Предисловие..............................................................................................4 
1. Процессы рудоподготовки......................................................5 
Лабораторная работа 1. Дробление и грохочение.................................5 
Лабораторная работа 2. змельчение в шаровой мельнице..................13 
2. Гравитационные методы обогащения ...............................19 
Лабораторная работа 3. Обогащение на концентрационном 
столе.........................................................................................................19 
Лабораторная работа 4. Обогащение в диафрагмовой 
отсадочной машине ................................................................................24 
Лабораторная работа 5. Обогащение на винтовом сепараторе..........28 
3. Флотационные методы обогащения...................................33 
Лабораторная работа 6. Флотация сульфидной 
свинцово-цинковой руды.......................................................................33 
4. Специальные методы обогащения......................................40 
Лабораторная работа 7. Обогащение на магнитном 
индукционно-роликовом и коронно-электростатическом 
сепараторах .............................................................................................40 
5. Вспомогательные процессы обогащения ..........................48 
Лабораторная работа 8. Влияние различных факторов 
на скорость осаждения минеральных частиц.......................................48 
Лабораторная работа 9. Процесс агрегирования 
частиц на ЭВМ........................................................................................54 
 
 

Предисловие 

При выполнении лабораторных работ студент овладевает методикой проведения работы, расчета основных технологических показателей процесса и составления баланса металла. 
Лабораторные работы выполняются бригадами из двух-трех человек. В процессе работы творческая активность каждого члена бригады достигается четким разделением обязанностей: один готовит материалы (руду, флотореагенты), другой записывает показания приборов (рН-метра – при флотации, силу тока, напряжение – при работе 
на магнитном и электрическом сепараторах, расход воды – при работе на концентрационном столе и т.п.), сушит и взвешивает продукты 
обогащения, третий делает эскизы и снимает техническую характеристику оборудования. 
При выполнении работы могут встретиться проблемные ситуации 
(например, если при выборе реагентного режима занижен или завышен расход флотореагента, в результате чего процесс флотации нарушается, то по ходу процесса вносятся коррективы: дополнительно 
вводится тот или другой реагент). 
В каждой работе дается краткое теоретическое введение, необходимое для выполнения работы. До начала занятий студенты знакомятся с правилами техники безопасности на рабочем месте. 
Исходные данные и результаты работы студент записывает в рабочей тетради, индивидуально оформляет отчет о проделанной работе: строит графики, таблицы, приводит эскизы оборудования. В конце каждой работы должна быть дана оценка полученным результатам 
и сделаны выводы. 

1. ПРОЦЕССЫ РУДОПОДГОТОВКИ 

Лабораторная работа 1 

Дробление и грохочение 

(2 часа) 

1.1. Цель работы 

1. Проведение ситового анализа руды и продуктов обогащения 
сухим способом и построение характеристик крупности. 
2. Знакомство с работой щековой дробилки и плоскокачающегося 
грохота в лабораторном исполнении. 

1.2. Теоретическое введение 

Исходная руда состоит из кусков (зерен) различной крупности, 
имеющих неправильную форму, что вносит известную условность в 
определение крупности руды. Только для куска правильной сферической формы один размер (диаметр) полностью определяет его крупность. Крупность куска руды неправильной формы условно характеризуется средним диаметром dср, зависящим от его линейных размеров: длины l, ширины b и высоты куска h. За средний диаметр куска 
в зависимости от способа измерений и целей, для которых определяется этот параметр, принимают: 
– ширину параллелепипеда: 

 
dср = b; 
(1.1) 

– среднее арифметическое из длины и ширины:  

 
2

cp

l
b
d
+
=
;  
(1.2) 

– среднее арифметическое из трех размеров: 

 
3

cp

l
b
h
d
+
+
=
; 
(1.3) 

– среднее геометрическое из длины и ширины:  

 
cp
d
lb
=
; 
(1.4) 

– среднее геометрическое из трех размеров: 

 
cp
d
lbh
=
; 
(1.5) 

Например, с помощью сита можно получить куски одного размера. В этом случае можно воспользоваться формулой (1.1); для крупных кусков – формулами (1.3), (1.5). При грохочении для массовых 
определений размера частиц за средний диаметр принимают размер 
отверстия, через которое это зерно может пройти. 
Определение крупности смеси кусков руды, состоящей из зерен неправильной формы разных средних диаметров, представляет более сложную задачу, чем определение крупности одного куска. Крупность всей 
массы руды устанавливают по содержанию в ней классов определенной 
крупности, т.е. по ее гранулометрическому составу, который для кусков 
крупностью –50+0,044 мм определяется методом ситового анализа. Ситовому анализу подвергается средняя проба руды. Рассев материала производится на ситах с постепенно уменьшающимися размерами отверстий. 
По результатам ситового анализа средняя проба руды подразделяется на несколько классов крупности, в которых размер частиц ограничен размером отверстий двух смежных сит: того, через которое 
прошли частицы данного класса, и того, на котором они остались. 
Этими двумя размерами отверстий смежных сит и характеризуется 
крупность данного класса. Например, зерна, прошедшие через сито с 
отверстием 5 мм, но оставшиеся на сите с отверстием 2,5 мм представляют собой класс крупностью –5+2,5 мм. 
Размеры отверстий сит меняются с определенным модулем – отношением диаметров отверстий двух смежных сит. Для разных шкал 
сит модуль может быть равен 2 или 
2  = 1,41. За основание последней шкалы принят размер отверстия сита, равный 0,074 мм. 
Результаты ситового анализа заносят в таблицу, в которой указаны классы крупности и их выходы в массовых единицах и в процентах – частных и суммарных. Частный выход – это масса одного класса, выраженная в процентах от общей массы анализируемой пробы. 
Суммарный выход – это сумма выходов в процентах всех классов 
крупнее или мельче данного размера. Различают суммарный выход 
«по плюсу» и « по минусу» (табл. 1.1). 
Суммарный выход «по плюсу» представляет собой сумму выходов всех классов крупнее отверстий данного сита, т.е. суммарный 
остаток материала на ситах, начиная с самых крупных. Суммарный 
выход «по минусу» представляет собой сумму выходов всех классов 

мельче отверстий данного сита, т.е. суммарное количество материала 
в просеявшихся классах, начиная с самых мелких (по просеву). 

Таблица 1.1 

Результаты ситового анализа 

Частный выход 
Суммарный выход, % 
Классы крупности, мм 
г 
% 
по плюсу 
по минусу 

+10 
150 
15 
15 
100 

–10+5 
200 
20 
35 
85 

–5+2,5 
300 
30 
65 
65 

–2,5+1 
150 
15 
80 
35 

–1+0 
200 
20 
100 
20 

И т о г о  
100 
100 
– 
– 

Гранулометрический состав руды изображается также графически 
в виде кривых – характеристик крупности (рис. 1.1), которые могут 
быть построены по частным выходам (частные характеристики 
крупности) и по суммарным выходам (суммарные). На рис. 1.1 представлены суммарные характеристики крупности для материала различного гранулометрического состава. 

 

Рис. 1.1. Суммарные характеристики крупности 

Прямолинейная характеристика 1 указывает на равномерное распределение в материале зерен различной крупности. Выпуклая ха

рактеристика 2 свидетельствует о преобладании в материале крупных зерен, вогнутая 3 указывает на наличие большого количества 
мелких зерен. 
Ордината показывает массу материала, оставшегося на сите, т.е. 
количество материала, крупность зерен которого больше размера 
отверстия данного сита (+dcp). Ордината (100 – h) соответствует массе материала, прошедшего через отверстия данного сита (–dcp). Разность двух ординат, например (h1 – h), соответствует количеству материала крупностью –d2+d1. 
Преимущество суммарных характеристик крупности перед частными состоит в том, что по кривой суммарной характеристики можно определить выход любого класса крупности. По частной характеристике можно определить только выходы тех классов, которые получены при ситовом анализе. 
Зная гранулометрический состав исходной руды, можно выбрать 
рациональную схему дробления и грохочения для получения дробленого продукта, направляемого на измельчение. 
Процесс дробления характеризуется степенью дробления i – отношением максимального диаметра куска руды, поступающего на дробление 
Dmax, к максимальному диаметру куска руды после дробления dmax: 

 
max

max

D
i
d
=
. 
(1.6)  

Обычно степень дробления в щековых дробилках не превышает 3. 
Чтобы не дробить ничего лишнего, перед дроблением проводится 
операция предварительного грохочения. 
Дробление проводится в щековой дробилке со сложным качанием 
подвижной щеки, техническая характеристика которой может быть 
представлена в следующем виде (табл. 1.2). 

Таблица 1.2 

Техническая характеристика щековой дробилки 
со сложным движением подвижной щеки 

Основные параметры 
Значение 

Размеры загрузочного отверстия, мм: 
длина 
ширина 
высота 

 

Размеры разгрузочного отверстия, мм: 
максимального 
минимального 

 

Окончание табл. 1.2 

Ход щеки, мм 
 

Число качаний щеки, мин: 
теоретическое 
действительное 

 

Производительность, кг/ч 
 

Ход щеки определяется как разность между максимальной и минимальной шириной разгрузочного отверстия. Число качаний щеки 
рассчитывается по формуле: 

 
400

тn

S

=
; 
(1.7) 

где nт – теоретическое число качаний щеки, мин–1; 
S – ход щеки дробилки, см. 

Производительность дробилки определяют по массе руды, пропущенной через аппарат за единицу времени: 

 
3600
,
q
Q
t
=
 
(1.8) 

где Q – производительность дробилки, кг/ч; 
q – навеска руды, предназначенная для дробления, кг; 
t – время дробления, с. 

Грохочение проводится на плоскокачающемся грохоте, техническая характеристика которого может быть представлена в следующем виде (табл. 1.3). 

Таблица 1.3 

Техническая характеристика плоскокачающегося грохота 

Основные параметры 
Значения 

Основные размеры сита: 
длина, мм 
ширина, мм 
площадь, мм2 

 

Живое сечение грохота, % 
 

Амплитуда качания короба, мм 
 

Число качаний коробов, мин 
 

Угол наклона сита α, град. 
 

Производительность, кг/ч 
 

Характер движения материала на сите 
 

Количественной оценкой полноты отделения мелкого материала 
от крупного при грохочении является эффективность грохочения E. 
Эффективностью грохочения Е (%) называется отношение массы 
подрешетного продукта (просева) ко всей массе материала такой же 
крупности, что и просев, содержащегося в исходной руде: 

 
1 100,
q
E
q
=
 
(1.9) 

где q1 – масса подрешетного продукта крупностью < а мм (а = 2,5 мм – 
размер отверстия верхнего сита грохота, по которому определяется эффективность грохочения в данной работе); 
q – масса материала той же крупности (–2,5+0 мм) в исходной 
руде, которую можно определить или по данным ситового анализа исходной руды, по характеристике крупности исходной руды. 

Живым сечением грохота К (%) называется отношение общей 
площади отверстий ко всей площади сетки грохота; для его нахождения подсчитывают число отверстий и их общую площадь: 

 
100,
nf
K
F
=
 
(1.10) 

где n – число отверстий в сетке грохота; 
f – площадь одного отверстия, мм2; 
F – площадь сетки грохота, мм2. 

1.3. Описание установки 

Ситовой анализ проводится на наборе стандартных сит с размером отверстий от 5 до 0,044 мм; дробление – в щековой дробилке со 
сложным качанием щеки, грохочение – на плоскокачающемся грохоте, техническую характеристику которых студенты представляют в 
виде табл. 1.2 и 1.3. 

1.4. Порядок проведения работы и указания 
по технике безопасности 

Определить средний диаметр трех кусков исходной и дробленой 
руды. Средний диаметр определить по формулам (1.1) – (1.5). 
Сделать ситовой анализ исходной пробы руды и построить характеристику крупности. Ситовой анализ провести на стандартном наборе сит. 

Провести рудоподготовку по схеме, представленной на рис. 1.2. 

  Исходная руда 

 

I Грохочение 

Взвешивание
Взвешивание 

Ситовой анализ исходной руды
Дробление 

Взвешивание каждого класса 

  II Грохочение                                    III Грохочение 

+2,5 мм
–2,5+0 мм
+2,5 мм
–2,5+1 мм
–1+0 мм

–10 мм
+10 мм

 

Рис. 1.2. Схема рудоподготовки 

Снять технические характеристики щековой дробилки и грохота, нарисовать эскизы этих аппаратов, определить эффективность грохочения 
по классу –2,05+0 мм, живое сечение грохота и степень дробления. 
Грохочение I провести на сите со штампованными круглыми отверстиями диаметром 10 мм. 
Дроблению подвергается материал крупностью +10 мм; материал 
крупностью –10 мм после взвешивания направляется на ситовой анализ с целью установления его гранулометрического состава.