Обогащение руд цветных металлов: лабораторные работы - Колмачихина О.Б., Колмачихина Э.Б.

Author: Колмачихина О.Б. Колмачихина Э.Б.

Tags: обогащение минерального сырья горное дело металлы сырье лабораторные работы цветные металлы

ISBN: 978-5-7996

Year: 2023

Similar

Обогащение магнетитовых руд

Основы обогащения полезных ископаемых

Техника и технология обогащения углей

Технология золотосодержащих руд

Text

О. Б. КОЛМАЧИХИНА
Э. Б. КОЛМАЧИХИНА

ОБОГАЩЕНИЕ РУД
ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ:
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
Учебно-методическое пособие

Министерство науки и высшего образования
Российской Федерации
Уральский федеральный университет
имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

О. Б. Колмачихина, Э. Б. Колмачихина

ОБОГАЩЕНИЕ РУД ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ:
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Учебно-методическое пособие

Рекомендовано методическим советом
Уральского федерального университета
для студентов вуза, обучающихся по направлению подготовки
22.03.02 — Металлургия

Екатеринбург
Издательство Уральского университета
2023

УДК 622.7(076)
ББК 33.4я73
К60
Рецензенты:
ведущий научный сотрудник АО «Уралмеханобр», д‑р техн. наук,
проф. В. П. Жуков
старший научный сотрудник, завкафедрой металлургии НЧОУ
ВО «Технический университет УГМК», д‑р техн. наук А. Б. Лебедь
Научный редактор — канд. техн. наук В. Г. Лобанов
Колмачихина, Ольга Борисовна.
К60 Обогащение руд цветных металлов: лабораторные работы : учеб‑
но-методическое пособие / О. Б. Колмачихина, Э. Б. Колмачихина ;
Министерство науки и высшего образования РФ, Уральский феде‑
ральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельци‑
на. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2023. — 128 с.
ISBN 978-5-7996В настоящем учебно-методическом пособии приведены описания
и схемы лабораторного оборудования, методики выполнения лаборатор‑
ных работ, правила техники безопасности при работе на обогатительном
оборудовании, порядок обработки полученных результатов и правила вы‑
полнения отчетов по лабораторным работам.
Учебно-методическое пособие рекомендуется студентам, изучающим
дисциплины «Способы подготовки сырья цветных металлов», «Сырье
цветных металлов» и «Металлургия цветных металлов».
Библиогр.: 21 назв. Рис. 41. Табл. 24.

УДК 622.7(076)
ББК 33.4я73

ISBN 978-5-7996-

Оглавление

Предисловие........................................................................................... 5
Раздел 1. Общие теоретические сведения.............................................. 7
1. Техника безопасности и условия охраны труда.......................... 9
Контрольные вопросы к главе 1................................................12
2. Оборудование лаборатории обогащения...................................13
Щековая дробилка ДЛЩ 80×150..............................................13
Вибростенд ПЭ‑6700.................................................................16
Набор лабораторных сит ..........................................................17
Шаровая мельница МШЛ‑7 .....................................................20
Лабораторные стержневые мельницы
и лабораторный рольганг..........................................................22
Планетарная мельница PULVERISETTE 6 classic line.............23
Истиратель вибрационный ИВС‑4...........................................26
Установка гидроциклонная ГЛ-М............................................28
Машина флотационная ФМЛ 0,3 (189 ФЛ)..............................30
Сухой магнитный сепаратор СМС‑20‑ПМ1............................32
Роликовый сепаратор СЭ‑138 Т (138 Т‑СЭМ).........................34
Установка для фильтрования под вакуумом.............................35
Контрольные вопросы к главе 2................................................37
Раздел 2. Лабораторные работы............................................................39
1. Определение степени дробления руды ......................................41
2. Ситовой анализ материалов и определение
эффективности грохочения ...........................................................47
3. Влияние стержневой нагрузки на измельчаемость руды ..........54
4. Классификация мелкодисперсного материала
в гидроциклоне ..............................................................................59
5. Магнитная сепарация ................................................................65
3

Оглавление

6. Определение краевых углов смачивания минералов ................72
7. Изучение влияния флотореагентов на прикрепление
минералов к пузырькам воздуха ....................................................79
8. Коллективная флотация медно-цинковой руды .......................87
9. Обогащение сульфидных золотосодержащих руд .....................95
10. Комбинированный метод обогащения медных руд
«выщелачивание — цементация — флотация» ...........................101
11. Сгущение пульпы ...................................................................108
12. Влияние флокулянтов на процесс сгущения .........................113
Приложения........................................................................................119
1. Общие правила оформления отчета ........................................121
2. Пример оформления титульного листа отчета ........................122
3. Пример оформления иллюстрации .........................................123
4. Пример оформления таблицы .................................................124
5. Пример оформления формулы ................................................125
Список использованной литературы....................................................126

Предисловие

Целью настоящего учебно-методического пособия является закре‑
пление лекционного материала по дисциплинам «Сырье цветных ме‑
таллов», «Способы подготовки сырья», «Обогащение руд цветных ме‑
таллов», «Металлургия цветных металлов» при помощи выполнения
лабораторных работ, подготовка к которым предусматривает изуче‑
ние студентами отдельных теоретических вопросов по литературным
источникам, конспекту лекций и справочной литературе.
Лабораторные работы выполняются группами по 2–3 человека.
Перед началом студенты должны ознакомиться с правилами техни‑
ки безопасности в лаборатории обогащения руд Кафедры металлур‑
гии цветных металлов (МЦМ) УрФУ и изучить теоретическую часть
работы, изложенную в пособии. Краткие выдержки из теоретической
части можно включать в отчет по лабораторной работе. Также студен‑
ту необходимо изучить правила работы на конкретном оборудовании
и ознакомиться с методикой проведения эксперимента.
Прежде чем приступить к лабораторной работе, студент обязан по‑
лучить допуск — сдать преподавателю теоретический минимум по зна‑
нию оборудования, техники безопасности и методике выполнения
работы (включать лабораторное оборудование также можно только
с разрешения преподавателя). Контрольные вопросы для сдачи тео‑
ретического минимума приведены в конце глав и лабораторных работ.
При ответах на вопросы студент должен показать четкое представле‑
ние о целях работы и методике ее проведения.
После завершения работы студенту нужно обработать получен‑
ные результаты в соответствии с методическими указаниями и сде‑
лать необходимые выводы.

Раздел 1.
ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
СВЕДЕНИЯ

1
1. Техника безопасности и условия
охраны труда
2. Оборудование лаборатории
обогащения

1. Техника безопасности
и условия охраны труда

К работе в лаборатории обогащения руд кафедры МЦМ допуска‑
ются студенты, которые ознакомились с инструкцией по охране труда,
прошли инструктаж по технике безопасности на рабочем месте и рас‑
писались в контрольном листе о его прохождении. Студенты, не про‑
шедшие инструктаж и не расписавшиеся в контрольном листе, к ра‑
боте не допускаются.
Перед проведением работы студенты обязаны надеть спецодежду
(застегнутые на все пуговицы хлопчатобумажные халаты) и, при необ‑
ходимости, индивидуальные средства защиты (резиновые перчатки,
защитные очки, респираторы и т. д.).
К опасным и вредным производственным факторам в лаборатории
обогащения руд относятся:
‒ электроэнергия, применяемая для питания оборудования. Наи‑
более опасными местами в лаборатории являются токоведущие части
оборудования и места прокладки кабелей. Оборудование работает при
напряжении 220 и 380 В;
‒ вибрация оборудования (дробилки, мельницы, вибросита, маг‑
нитный сепаратор и т. д.);
‒ вращающиеся части оборудования (импеллеры флотомашин,
валки лабораторного рольганга и т. д.);
‒ повышенный уровень шума при работе оборудования (дробил‑
ки, истиратели, мельницы, вибросита и т. д.);
‒ пыль минеральных частиц, образующаяся при дроблении, из‑
мельчении и рассеве руд и продуктов обогащения;
‒ едкие химические вещества (флотационные реагенты, кисло‑
ты, щелочи и т. д.);
9

1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

‒ повышенные уровни электромагнитного поля (при включении
магнитных сепараторов).
При выполнении лабораторных работ необходимо соблюдать следу‑
ющие правила безопасности:
1) перед началом работы необходимо ознакомиться с инструкци‑
ей по работе на выбранном оборудовании; также необходимо прове‑
рить наличие заземления у дробилок, электромагнитных сепараторов,
рольганга и флотомашин;
2) включать любое оборудование можно только с разрешения пре‑
подавателя;
3) в случае неисправности оборудования, электропроводки, защит‑
ных ограждений необходимо обратиться к преподавателю;
4) запрещается работать на неисправном оборудовании и ремон‑
тировать его самостоятельно;
5) запрещается оставлять включенное оборудование и электро‑
приборы без присмотра;
6) при выполнении лабораторных работ запрещается прикасаться
к токоведущим и вращающимся частям оборудования;
7) при работе с пылящими материалами необходимо включить вен‑
тиляцию и работать в респираторе;
8) при дроблении руды в щековой дробилке необходимо засы‑
пать руду в приемный бункер, закрыть крышку и только затем вклю‑
чить дробилку (перед началом работы необходимо надеть защитные
очки);
9) запрещается работать при снятых ограждениях с движущихся
частей дробилок и истирателей;
10) приготовление навесок и взятие проб материалов требуется
проводить с помощью специальных совков, шпателей, ложек;
11) запрещается снимать кювету флотомашины при работающем
импеллере;
12) запрещается выливать в раковины любые растворы и пульпы,
в том числе флотационные реагенты и продукты флотации;
13) подачу флотационных реагентов в кювету флотомашины необ‑
ходимо проводить в строгом соответствии с дозировкой (дозировать реа‑
генты только с помощью мерного цилиндра или специального шприца).
Для каждого флотореагента необходимо применять отдельный мер‑
ный цилиндр или шприц;
14) запрещается приносить любую пищу и напитки в помещение
лаборатории;
10

1. Техника безопасности и условия охраны труда

15) запрещается присутствие посторонних лиц в помещении ла‑
боратории.
При приготовлении растворов, в том числе растворов флотацион‑
ных реагентов, необходимо соблюдать следующие правила техники
безопасности:
1) все операции, связанные с выделением вредных газообразных
веществ, выполнять в вытяжном шкафу;
2) не загромождать рабочее место ненужными реактивами, при‑
борами, посудой;
3) при приготовлении растворов из концентрированных кислот
и твердых щелочей работать только с использованием средств инди‑
видуальной защиты (резиновые перчатки, респираторы). Все работы
проводить в вытяжном шкафу в фарфоровой лабораторной посуде;
4) набирать кислоты, щелочи и другие реагенты в пипетки только
с применением резиновой груши;
5) при приготовлении растворов серной и других кислот помнить
правило «Не лей воду в кислоту». Необходимо приливать концентри‑
рованные растворы кислот в воду (а не наоборот!) тонкой струей при
непрерывном перемешивании;
6) при приготовлении растворов из двух жидкостей необходимо
жидкость большей плотности вливать в жидкость меньшей плотно‑
сти, постоянно перемешивая;
7) при приготовлении растворов из твердых щелочей необходимо
брать кусочки щелочи только с помощью ложечек или шпателей. До‑
бавлять кусочки щелочи в воду постепенно, непрерывно перемеши‑
вая до полного растворения;
8) большие химические стаканы с жидкостью и пульпой подни‑
мать только двумя руками так, чтобы отогнутые края стакана опира‑
лись на указательные пальцы;
9) колбу или другой тонкостенный сосуд, в который вставляют
пробку, следует держать за горлышко по возможности ближе к уста‑
навливаемой пробке, обернув при этом руки защитным материалом.
После окончания работ необходимо:
1) отключить оборудование, весы и вытяжную вентиляцию;
2) рабочее место привести в порядок: убрать просыпанные мате‑
риалы (руду, концентраты, магнитную смесь и пр.), вымыть посуду,
протереть столы и оборудование, убрать на место сита и мельницы;
3) закрыть емкости с флотационными реагентами и реактивами,
убрать их на свои места;
11

1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

4) неиспользованные растворы слить в специальные емкости;
5) все пульпы, после разрешения преподавателя, слить в специ‑
альную емкость;
6) вымыть руки с мылом, снять халаты и повесить на вешалку.
Студент, нарушивший правила охраны труда, отстраняется от прове‑
дения работ. С ним проводится повторный инструктаж по охране труда.
Студент, получивший травму, должен немедленно поставить в из‑
вестность преподавателя.

Контрольные вопросы к главе 1
1. Какие опасные факторы есть в лаборатории обогащения руд?
2. Каким образом необходимо набирать навески материалов?
3. Какие правила необходимо соблюдать при приготовлении рас‑
творов?
4. Что относится к средствам индивидуальной защиты?
5. Какие правила необходимо соблюдать при использовании дро‑
бильного оборудования?

2. Оборудование
лаборатории обогащения

Лаборатория обогащения руд кафедры Металлургии цветных ме‑
таллов УрФУ оснащена разнообразным оборудованием для прове‑
дения лабораторных работ и научных исследований. Лабораторное
оборудование позволяет проводить операции грохочения и класси‑
фикации исходного сырья и продуктов обогащения; дробления и из‑
мельчения материалов; подготовку проб для анализа; флотационное
обогащение; электромагнитную сепарацию и т. д. Рассмотрим ниже
основное оборудование лаборатории.

Щековая дробилка ДЛЩ 80×150
Дробилка щековая со сложным движением щеки (рис. 1) предназна‑
чена для мелкого и среднего дробления материалов с пределом проч‑
ности при сжатии до 250 МПа (4000 кгс/см 2) — кварц, гранитные по‑
роды, руды тяжелых цветных металлов, боксит, уголь, кокс, шамот,
клинкер, стекло, шлак и т. п.
Основные характеристики оборудования приведены в табл. 1 [1].
Таблица 1
Основные характеристики щековой лабораторной дробилки
Характеристика

Ед. изм.

Величина

Тип оборудования
Твердость исходного материала по шкале Мооса
Размер загрузочного отверстия

–
–
мм

ДЛЩ 80×150
не более 6
80×150
13

1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Окончание табл. 1
Характеристика
Крупность исходного материала
Размер разгрузочной щели
Крупность дробленого продукта
Минимальный класс дробленного продукта
Производительность (в зависимости от свойств
и крупности перерабатываемого материала)
Мощность привода
Защитный
кожух
Шкив

Ед. изм.
мм
мм
мм
мм

Величина
не более 70
1–20
5–25
0,25

кг/ч

до 110

кВт

1,5

Крышка
Воронка
Корпус
Стопор

Электродвигатель

Емкость для
готового материала

Рис. 1. Щековая лабораторная дробилка *

Дробление материала происходит за счет раздавливания кусков
между дробящими плитами (щеками) при их периодическом сближе‑
нии. Щеки изготовлены из износостойкой марганцовистой стали (мар‑
ка 110г13л) и имеют рифленую рабочую поверхность в средней части
(рис. 2), за счет чего происходит дополнительно раскалывание и излом
загруженного материала. При работе подвижная щека совершает кача‑
тельное и возвратно-поступательное движения и затягивает материал
в пространство между бронями. В средней части щек происходит на‑
чальное дробление материала. Нижние части щек не рифленые (глад‑
кие), они создают зону доизмельчения материала до заданной круп‑
*
Дробилка щековая ЩДС8х15 (аналог дробилки щековой ДЛЩ8х15) // Произ‑
водство дробилок. URL: drobilki.pro (дата обращения: 10.04.2022).

2. Оборудование лаборатории обогащения

ности. При отходе подвижной щеки от неподвижной раздробленный
материал высыпается из дробилки в приемную емкость (пробосборник).
Гладкая
поверхность
Рифленая
поверхность
Гладкая
поверхность

Рис. 2. Плита дробящая (щека) ДЛЩ 80×150

Щековая дробилка отличается простотой конструкции, надеж‑
ностью в эксплуатации и высокой ремонтопригодностью. Дробилка
установлена на фундамент, выверенный по уровню. Загрузочное от‑
верстие воронки закрывается крышкой, которая фиксируется пово‑
ротной задвижкой. Закрытая крышка позволяет избежать пыления
при работе дробилки и предотвращает вылет частиц дробимого мате‑
риала из рабочей зоны.
При работе на щековой дробилке запрещается:
1) включать оборудование без заземления рамы и электродвигателя;
2) производить ремонт, наладку и осмотр электрооборудования,
включенного в сеть;
3) включать дробилку при снятом кожухе и открытой крышке во‑
ронки.
Подача исходного материала в дробилку должна осуществляться
равномерно. Во время работы дробилка должна работать без резких
ударов и повышенной вибрации.
Перед остановкой дробилки необходимо прекратить подачу ма‑
териала для полной разгрузки дробильной камеры. После окончания
дробления нужно извлечь из нижней части дробилки емкость с гото‑
вым материалом.
15

1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Вибростенд ПЭ‑6700
Вибростенд ПЭ‑6700 (рис. 3) предназначен для проведения сито‑
вого анализа при контроле и разделении сыпучих материалов по раз‑
меру частиц. Принцип действия вибростенда ПЭ‑6700 основан на ра‑
боте четырех электромагнитов, встроенных в нижнюю часть корпуса
вибростенда, который совершает колебания в вертикальной плоско‑
сти. На вибростол крепятся стойки с линейкой для фиксации сит. Ам‑
плитуда колебаний рабочего стола зависит от массы образца.
При работе вибростенда сита совершают возвратно-поступатель‑
ные движения, при которых материал перемещается по ситу от пери‑
ферии к центру. Частицы материала, размером менее отверстий сита,
проходят через отверстия и попадают на сито, расположенное ниже,
где процесс повторяется. В результате материал распределяется между
ситами и поддоном (самая мелкая фракция) в соответствии с его гра‑
нулометрическим составом.
Основные технические характеристики вибростенда приведены
в табл. 2 [2].
Гайка
прижимная
Набор сит
Планка
прижимная
Стойка
Панель
управления

Рабочий
стол
Регулятор
частоты
Регулятор
амплитуды

Рис. 3. Вибростенд ПЭ‑6700 с набором сит *

*
Вибростенд ЭКРОС‑6700 (ПЭ‑6700) // ЭКРОСХИМ. URL: https://ecohim.
ru/files/project_4845/good/1.75.45.0165_mini7.jpg (дата обращения: 15.04.22).

2. Оборудование лаборатории обогащения

Таблица 2
Технические характеристики вибростенда ПЭ‑6700
Характеристика

Ед. изм.

Величина

Тип прибора

—

ПЭ‑6700

Потребляемая мощность
Питание от сети переменного тока

Вт
В

Тип колебаний

—

Диапазон частоты колебаний рабочего стола
Амплитуда колебаний рабочего стола

Гц
мм

Диапазон задания интервала времени работы

Максимальная нагрузка на платформу
Максимальное количество установленных сит

кг
шт.

100
220
возвратнопоступатель‑
ные
12–25
0,25–4
1 с — 5999 с
(99 мин 59 с)
3
5

Порядок работы на вибростенде:
1) набрать сита в соответствии со шкалой грохочения, выбран‑
ной на основе требований к определению классов крупности частиц;
2) набор сит с поддоном установить на рабочем столе вибростенда;
3) подлежащий рассеву материал засыпать на верхнее сито;
4) закрыть верхнее сито крышкой и зафиксировать сита на вибро‑
стенде с помощью прижимной планки и прижимных гаек;
5) выбрать режим работы вибростенда на панели управления (про‑
должительность, частоту колебаний, амплитуду колебаний);
6) включить вибростенд;
7) по окончании работы (после автоматического отключения ви‑
бростенда) снять сита с рабочего стола и взвесить материал на каждом
сите и поддоне.

Набор лабораторных сит
Набор сит (рис. 4) и отдельные сита предназначены для определе‑
ния гранулометрического состава сыпучих материалов методом си‑
тового анализа. Ситовой анализ выполняется ручным рассевом или
17

1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

с использованием специального оборудования — вибростендов раз‑
личной конструкции.
При работе с лабораторными ситами необходимо учитывать, что
просеивание влажных, жирных, липких, склонных к агломерации
и т. п. материалов, а также материалов с низкой плотностью, иголь‑
чатой или пластинчатой формы затруднено, а отдельных материалов
невозможно.
Возможность рассева выбранного материала определяется при про‑
ведении технологических испытаний.

Шильдик
с маркировкой

Сита
с ячейками
разного
диаметра

Поддон
Крышка

Рис. 4. Набор лабораторных сит *

Лабораторные сита, применяемые в лаборатории кафедры МЦМ,
имеют диаметр 200 мм, их характеристики соответствуют ГОСТ Р
51568–99 «Сита лабораторные из металлической проволочной сетки.
Технические условия». Отверстия ячеек — от 0,02 до 25 мм. Просеи‑
вающая поверхность сит выполнена из тканых сеток (нержавеющая
сталь, латунь, бронза) либо из перфорированных стальных полотен
с нормированными линейными размерами ячеек.
Шильдик, укрепленный на обечайке сит, содержит следующую ос‑
новную информацию:
‒ товарный знак изготовителя;
‒ размер ячейки или отверстия просеивающего элемента сита;
‒ тип сита;
‒ заводской номер сита;
*
Комплект сит для грунтов КП‑131 // ЛаборКомплект. URL: https://www.laborkomplekt.
ru/?page=7&sid=4&srid=54&iid=726 (дата обращения: 20.04.22).

2. Оборудование лаборатории обогащения

‒ дату изготовления;
‒ материал обечайки;
‒ материал просеивающего элемента сита.
Обозначения на шильдике расшифровываются следующим обра‑
зом: «С20/38» — сито диаметром 200 мм, высотой 38 мм. Если в обо‑
значении сит есть литера «К» (например, С20/100 К) — это сита кон‑
трольной точности. Сита без литеры «К» — сита нормальной точности.
Номер тканой проволочной сетки, указанный на шильдике, соот‑
ветствует размеру ячейки сита в мм; если размер ячейки менее 1 мм,
то в обозначении номера сита опускается запятая перед десятыми до‑
лями миллиметра: номер сита 1,0 означает, что размер ячейки сита
1,0 мм; номер сита 025 — размер ячейки сита 0,25 мм и т. д.
Технические характеристики сит приведены в табл. 3.
Таблица 3
Технические характеристики сит
Модель сита
Внутренний диаметр обечайки, мм
Размер ячеек сетки, мм
Размер отверстий перфорированного
полотна, мм
Максимальная масса навески на сито
с сеткой, кг
Максимальная масса навески на сито
с перфорированным полотном, кг

С20/38
200

С20/50; С20/50 К
200

0,02–4,0

—

0,8–125,0

0,15

0,2

—

0,5

Ситовой анализ выполняется с помощью одного или нескольких
сит, поддона и крышки. Количество сит, а также размеры отверстий
просеивающего элемента (сеток) определяются условиями проводи‑
мого анализа.
Перед началом работы необходимо провести внешний осмотр сит,
поддона и крышки, проверить целостность и чистоту просеивающих
элементов. Запрещается засыпать в сита пробу материала массой, пре‑
вышающей указанную в табл. 3.
Подлежащий просеиванию материал засыпается в верхнее сито, по‑
сле чего комплекту сит сообщаются колебания вручную или с исполь‑
зованием вибропривода. Время просеивания определяется свойствами
исследуемого материала, количеством сит и размерами отверстий сит.
19

1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

По окончании работы необходимо очистить сита, поддон и крыш‑
ку от остатков материала. При работе с ситами запрещаются любые
виды механического воздействия на просеивающее полотно. Попыт‑
ки продавливания, протирания или иного воздействия на просеивае‑
мый материал могут привести к выходу сит из строя из-за нарушения
целостности просеивающей поверхности.

Шаровая мельница МШЛ‑7
Шаровая мельница (рис. 5) предназначена для тонкого измельче‑
ния (0,074 мм и менее) различных руд и хрупких материалов разной
твердости в периодическом режиме мокрым способом. Крупность ис‑
ходных материалов, загружаемых в мельницу, не должна превышать
4–6 мм, крупность готового продукта составляет 0,074 мм. Основные
характеристики оборудования приведены в табл. 4 [3].

Барабан

Рукоятка
Ключ

Стойка

Электродвигатель

Шары стальные

Столик рамы

Рис. 5. Шаровая мельница МШЛ‑7 *
*
Мельница шаровая лабораторная МШЛ‑7 (40 МЛ) // Механобр. URL:
https://mtspb.com/product/laboratornoe-oborudovanie/drobilno-izmelchitelnoe/melnitsysharovye/mshl‑7/(дата обращения: 23.05.22).

2. Оборудование лаборатории обогащения

Рабочим органом мельницы является барабан, который приводит‑
ся во вращение червячной передачей. Загрузка и разгрузка барабана
мельницы измельчаемым материалом и шарами осуществляется при
повороте барабана, оснащенного для этого рукояткой.
Таблица 4
Основные характеристики шаровой мельницы
Характеристика
Тип оборудования
Объем барабана
Максимальная крупность исходного питания
Частота вращения барабана
Шаровая загрузка
Диаметр шаров
Мощность привода
Напряжение питающей сети

Ед. изм.
—
л
мм
мин‑1
кг
мм
кВт
В

Величина
МШЛ‑7
(40 МЛ)
7
6
68
9–15
15–20
1,1
220

Мельница — прибор периодического действия. Барабан запол‑
няется измельчаемым материалом и шарами, при вращении бараба‑
на материал измельчается в результате истирающего, скалывающего
и ударного действий шаров. В зависимости от свойств и количества
перерабатываемого материала подбирают наполнение шаров в необ‑
ходимом соотношении и продолжительность измельчения.
Порядок работы на оборудовании:
1) повернуть барабан на 90° по часовой стрелке загрузочной гор‑
ловиной вверх и зафиксировать его стопором. Произвести загрузку
материала и воды через загрузочную горловину. Закрыть горловину
крышкой;
2) перевести барабан в горизонтальное положение и зафиксиро‑
вать его;
3) включить электродвигатель. Длительность процесса измельче‑
ния зависит от прочности материала и устанавливается опытным путем;
4) по окончании процесса измельчения остановить двигатель;
5) установить на столик рамы приемную емкость;
6) повернуть барабан на 90° против часовой стрелки горловиной
вверх и зафиксировать его стопором;
21

1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

7) снять заглушку разгрузочной горловины и выгрузить материал;
8) промыть барабан;
9) вернуть мельницу в исходное положение.

Лабораторные стержневые
мельницы и лабораторный рольганг
Лабораторная стержневая мельница представляет собой стальной
цилиндр, в который помещают стальные стержни различного диаме‑
тра (рис. 6). Стержни предварительно взвешивают для подбора необ‑
ходимой стержневой нагрузки. После заполнения мельницы стержня‑
ми в нее загружают исходный материал и при необходимости заливают
воду. Мельница закрывается герметичной крышкой, между крышкой
мельницы и корпусом устанавливается резиновая прокладка. В мель‑
ницах возможно проведение мокрого и сухого измельчений матери‑
алов, выщелачивания, перемешивания и усреднения разнообразных
материалов и проб.
Стержневая лабораторная мельница
(крышка, корпус, стержни)

Валки рольганга

Пульт управления

Рис. 6. Стержневая мельница и лабораторный рольганг *

Перед установкой на рольганг мельницу необходимо повернуть
крышкой вниз и убедиться, что крышка закреплена плотно и нет про*
Лабораторный рольганг EPT BR // ИНПР ТЕХ. URL: https://clck.ru/336pBP
(дата обращения: 12.05.22).

2. Оборудование лаборатории обогащения

течек жидкости. После подготовленную мельницу нужно поместить
на валки рольганга. Для увеличения силы сцепления между валками
рольганга и мельницей, а также для снижения шума, на мельницу на‑
девают резиновые кольца.
Рольганг предназначен для вращения лабораторных мельниц в го‑
ризонтальном состоянии. Основная часть рольганга — три пустотелых
валка, укрепленных в подшипниках на раме. На рольганг возможна
установка одновременно 6 лабораторных мельниц объемом 5 л. Сред‑
ний валок рольганга — ведущий, он приводится во вращение за счет
электродвигателя. Два боковых валка приводятся во вращение от веду‑
щего валка за счет зубчатой передачи. При движении валков цилиндри‑
ческая мельница перекатывается на валках, стержни внутри мельницы
измельчают исходный материал за счет ударного действия и истира‑
ния (основные характеристики оборудования приведены в табл. 5).
Таблица 5
Основные характеристики лабораторного рольганга
Характеристика
Скорость валков

Ед. изм.

Величина

об/мин

60
6 емкостей (мельниц)
объемом 5 литров
1,5

Максимальная загрузка

шт.

Мощность электродвигателя

кВт

При работе с лабораторными стержневыми мельницами и лабо‑
раторным рольгангом запрещается устанавливать и снимать мельни‑
цы при вращении валков. Сначала необходимо установить мельницы
на валки, а затем включать оборудование. Продолжительность измель‑
чения зависит от свойств исходного материала, массы пробы, количе‑
ства загруженных стержней. После завершения измельчения необхо‑
димо отключить рольганг, после чего снять мельницы с валков.

Планетарная мельница PULVERISETTE 6 classic line
Планетарная шаровая мельница PULVERISETTE 6 classic line
(рис. 7) предназначена для измельчения твердого, среднетвердого,
хрупкого и влажного материалов в сухой среде или суспензии. Материал
23

1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

пробы измельчается по планетарному принципу высокоэнергичным
ударом размольных шаров [4].

Крышка

Панель
управления
Размольный
стакан

Корпус

Планетарный
диск

Рис. 7. Планетарная шаровая мельница
PULVERISETTE 6 classic line *

Направление вращения планетарного диска противоположно вра‑
щению размольного стакана с соотношением скоростей 1:1,82. При
запуске мельницы планетарный диск вращается в одну строну, а раз‑
мольный стакан — в противоположную сторону вокруг своей оси, и че‑
рез некоторое время центробежная сила приводит к отделению из‑
мельчаемого материала и шаров от внутренней стенки размольного
стакана. Размольные шары пересекают стакан по диагонали с макси‑
мальной скоростью и измельчают материал путем сталкивания друг
с другом и дробления о противоположную стенку стакана. Мельница
PULVERISETTE 6 classic line развивает центробежное ускорение до 29 g
при скорости вращения планетарного диска 650 об/мин.
*
Планетарная мономельница PULVERISETTE 6 classic line // FRITSCH. URL:
https://www.fritsch.com.ru/podgotovka-prob/izmelchenie/planetarnye-melnicy/deta‑
li/produkty/pulverisette‑6‑classic-line/ (дата обращения: 10.05.22).

2. Оборудование лаборатории обогащения

Размольные шары FRITSCH имеют диаметр 0,5–40 мм и выпол‑
нены из нержавеющей стали Fe–Cr–Ni (12,5–14,5 % Cr + 1 % Ni), что
позволяет избегать загрязнения проб нежелательной стружкой. Стакан
мельницы также изготовлен из стали, содержащей 17–19 % Cr и 8–10 %
Ni. Выбор диаметра размольных шаров зависит от начального разме‑
ра частиц и материала пробы (табл. 6).
Таблица 6
Подбор диаметра шаров
Тип загружаемой пробы
Твердый материал пробы с размером частиц
<10 мм
Средний размер частиц <5 мм
Тонкий материал менее 0,5 мм
Гомогенизация сухих или жидких проб
Гомогенизация вязких проб

Ед. изм.

Оптимальный
диаметр шаров

мм

30 или 40

мм
мм
мм
мм

20
10–5
10
20

Рекомендуемое количество шаров на размольный стакан объемом
500 мл представлено ниже в табличной форме.
Соотношение диаметра и количества загружаемых шаров
Диаметр шаров, мм

Количество шаров, шт.

100–250

70–100

25–35

Основные характеристики оборудования приведены в табл. 7.
Таблица 7
Основные характеристики планетарной мельницы
PULVERISETTE 6 classic line
Характеристика
Тип оборудования
Количество мест для размольных стаканов
Объем размольного стакана
Число оборотов планетарного диска
Диаметр шаров

Ед. изм.

Величина
PULVERISETTE 6
—
classic line
шт.
1
мл
500
об/мин
100–650
мм
0,5–40
25

1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Окончание табл. 7
Характеристика
Максимальный начальный размер частиц
Минимальное количество пробы
Максимальное количество пробы
Конечная точность измельчения
Напряжение питающей сети

Ед. изм.
мм
мл
мл
мкм
В

Величина
10
80
250
<1
220

Мельница — прибор периодического действия. Порядок работы
на планетарной мельнице:
1) размольный стакан заполнить материалом и шарами, взвесить
и поместить на планетарный диск;
2) провести балансировку стакана с помощью противовеса. Про‑
тивовес, при вращении регулировочного винта, перемещается по гра‑
дуированной килограммовой шкале на нужное значение веса стакана;
3) выбрать режим работы на панели управления;
4) закрыть крышку мельницы;
5) после выполнения программы — открыть крышку, извлечь стакан;
6) выгрузить материал и шары;
7) прочистить стакан и шары мельницы.
Чистить стакан и шары необходимо с помощью инертных матери‑
алов (кварц, белое стекло и т. п.). Для очистки стакана и шаров нужно
поместить шары в стакан, засыпать в стакан кварц или стекло, про‑
вести измельчение в порядке, указанном выше. После чего нужно из‑
влечь шары, протереть их сухой тканью. Измельченный инертный ма‑
териал выбросить.

Истиратель вибрационный ИВС‑4
Истиратель вибрационный стаканчиковый (чашевый) на 4 стакана
(чаши) по 50 г (рис. 8) предназначен для доистирания проб в периоди‑
ческом режиме сухим способом. Истиратели используют для подго‑
товки проб к химическому и рентгеноспектральному анализу. Мате‑
риал крупностью 3–4 мм загружают в стаканы и за 3–5 мин получают
материал крупностью менее 50 микрон. Истиратель обеспечивает рав‑
номерный помол исходного продукта.
26

2. Оборудование лаборатории обогащения

Основные характеристики оборудования приведены в табл. 8 [5].
Зажимной ключ
с откидной скобой

Резиновые
кольца

Кронштейн
Вибратор
Размольная гарнитура
(крышка, стакан, ролик)
Кожух

Рис. 8. Истиратель вибрационный ИВС‑4 *

Основные рабочие органы истирателя — гарнитуры размольные, их
количество в истирателе 4 штуки. Каждая гарнитура — это стакан, за‑
крытый крышкой, внутри которого находится стальной ролик. Крыш‑
ка и стакан также выполнены из стали.
Таблица 8
Основные характеристики истирателя ИВС‑4
Характеристика
Ед. изм.
Тип оборудования
—
Количество стаканов
шт.
Навеска истираемой пробы в одном стакане
г
Максимальная крупность исходного
мм
продукта
Крупность готового продукта (зависит
мкм
от времени истирания)
Амплитуда колебаний рабочего органа
мм
Мощность двигателя
кВт

Величина
ИВС‑4
4
не более 50
3
–50
Не более 6
0,6

Истиратель вибрационный ИВС‑4 (75 Т‑ДРМ) // Дробтехника. URL:
http://drobtehnika.ru/ (дата обращения: 12.05.22).
*

1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Гарнитуры устанавливают в гнезда корпуса вибратора и зажима‑
ют с помощью винтов и откидных скоб. Зажим стаканов производят
с помощью специального ключа. При вращении вала вибратора его
корпус совершает круговые колебательные движения, при этом на‑
ходящиеся внутри стаканов ролики обкатываются по стенкам стака‑
на, измельчая загруженный в стакан материал. Степень измельчения
зависит от свойств измельчаемого материала и времени измельчения.
Порядок работы на истирателе:
1) вложить в стаканы ролики. Загрузить в стаканы пробы мате‑
риала, не более 50 г в каждый стакан, и закрыть стаканы крышками;
2) стаканы вложить в гнезда вибратора и закрепить их винтами,
уперев зажимные винты в гнезда крышек с помощью специального
ключа. Стаканы зажимать плотно до упора. Необходимо установить
в вибратор все 4 стакана, в неработающие стаканы (в которых нет на‑
весок измельчаемого материала) ролики не вкладывать;
3) включить питание электродвигателя и провести истирание проб.
Время, необходимое для истирания, зависит от твердости истираемо‑
го материала, желаемой крупности окончательного продукта, и долж‑
но быть установлено опытным путем;
4) после окончания истирания выключить питание двигателя и по‑
сле полной остановки вибратора снять гарнитуры и извлечь из них го‑
товый продукт.
При работе запрещается включать истиратель без установленных
и надежно зафиксированных всех четырех стаканов; нельзя включать
истиратель при снятых кожухах.

Установка гидроциклонная ГЛ-М
Гидроциклонная установка ГЛ-М (рис. 9) предназначена для клас‑
сификации минеральных частиц по их размеру и плотности. Процесс
разделения твердых частиц происходит в воде за счет действия силы
гравитации и центробежной силы внутри циклона, а также разности
масс частиц.
Поток пульпы, попадая в гидроциклон, движется по спирали: сна‑
чала поступающая внутрь гидроциклона пульпа двигается по внешней
спирали, описывая конус циклона до его нижней части, где разбивает‑
28

2. Оборудование лаборатории обогащения

ся на два потока (один продолжает движение вниз, а второй начинает
двигаться по внутренней спирали в противоположном направлении).
Более крупные частицы или частицы с большей плотностью (и, соот‑
ветственно, более тяжелые) отбрасываются к стенкам гидроциклона
и выносятся через нижнее сливное отверстие (нижний слив гидроци‑
клона). Этот продукт называется «пески». Мелкие частицы или ча‑
стицы с меньшей плотностью (соответственно, и более легкие) вместе
с основным количеством воды восходящим потоком выносятся через
верхнее сливное отверстие гидроциклона (верхний слив гидроцикло‑
на или просто «слив»). Для эффективной работы гидроциклона Ж:Т
исходной пульпы должно составлять не менее 10:1.
Напорный двухпродуктовый циклон
Н
Трубопровод 2

Сменные насадки (конусы)

Емкость для слива
Трубопровод 1

Емкость для песков
ов

Пульт
управления

Емкость для исходной
пульпы

Рис. 9. Установка гидроциклонная ГЛ‑М

Корпус гидроциклона выполнен из стали. В комплект с гидроци‑
клонной установкой входят наборы специальных стальных насадок —
конусов. Насадки имеют различный диаметр и высоту и позволяют со‑
брать любую конфигурацию гидроциклона. Песковая насадка (нижняя
часть гидроциклона) служит для разгрузки крупной фракции (песков).
Сменные песковые насадки имеют различный размер и внутренний
диаметр, что влияет на показатели плотности частиц в сливе: умень‑
шение диаметра песковой насадки повышает плотность слива песков
и улучшает эффективность классификации.
29

1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Порядок работы на лабораторной гидроциклонной установке:
1) пульпу с соответствующей величиной Ж:Т залить в емкость для
исходной пульпы. Закрыть емкость специальной крышкой для пре‑
дотвращения разбрызгивания при перемешивании;
2) проверить, закрыты ли пробками емкости для слива и песков,
либо установить под ними ведра для приема материала;
3) включить установку и перемешивать пульпу в течение 60 с;
открыть запорный вентиль на трубопроводе — начнутся подача
пульпы в гидроциклон и разделение пульпы на пески и слив;
4) контролировать процесс выноса слива через отводную трубку
в приемную емкость для слива;
5) контролировать удаление песковой фракции через нижний ко‑
нус гидроциклона в емкость для песков;
6) не допускать перелива материалов через верхний край прием‑
ных емкостей (если емкости перед работой были закрыты пробками);
7) после окончания процесса отключить установку, собрать в от‑
дельные лабораторные стаканы пески и слив;
8) промыть установку.
Во время работы на гидроциклонной установке необходимо сле‑
дить за герметичностью всех соединений, не допуская утечки жидко‑
сти. В случае обнаружения утечки необходимо выключить установку
и устранить неисправность.
При работе на гидроциклонной установке запрещается производить
любой ремонт, в том числе устранять протечки, не выключив обору‑
дование и не отключив установку от электрической сети.

Машина флотационная ФМЛ 0,3 (189 ФЛ)
Машина флотационная 189 ФЛ (рис. 10) предназначена для про‑
ведения исследований обогатимости различных материалов методом
пенной флотации при содержании твердого в пульпе до 40 % по мас‑
се и крупностью материала класса менее 0,074 мм свыше 50 %, при
pH среды от 2 до 12. Машина имеет 4 сменных флотокамеры объемом
0,05; 0,1; 0,2 и 0,3 л. Основные характеристики оборудования приве‑
дены в табл. 9 [6].

2. Оборудование лаборатории обогащения

Корпус

Пеногон
Лопатка

Направляющее устройство

Камера

Пассик
Привод пеногона

Импеллер

Переключатель

Поворотный
столик

Рис. 10. Машина флотационная ФМЛ 0,3 (189 ФЛ) *
Таблица 9
Основные характеристики флотомашины
Характеристика

Ед. изм.

Тип оборудования

—

Вместимость камер полезная
Диаметр импеллера
Частоты вращения импеллера
Количество воздуха, засасываемого импел‑
лером при наибольшей частоте вращения
Мощность привода
Напряжение питающей сети

л
мм
с‑1

Величина
ФМЛ 0,3
(189 ФЛ)
0,05; 0,1; 0,2; 0,3
28
15–40

л/с

не менее 0,02

кВт
В

0,18
220

Основными рабочими органами машины являются камера, в ко‑
торой вращается импеллер, и пеногон с лопаткой. Камера устанавли‑
вается на корпус при помощи направляющего устройства и фиксиру‑
ется поворотным столиком.
Флотомашина является устройством периодического действия. Ма‑
териал, предназначенный для разделения, загружается в камеру в виде
Машина флотационная ФМЛ 0,3 (189 ФЛ)//Механобр. URL: https://clck.
ru/3378Vj (дата обращения: 30.05.22).
*

1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

пульпы. При вращении импеллера происходит интенсивное переме‑
шивание пульпы и пенообразование за счет подсоса воздуха. Регули‑
ровка количества подаваемого воздуха осуществляется вентилем ро‑
таметра. Всплывший пенный продукт удаляется из камеры лопаткой
пеногона. Наличие в камере шпицкастены (переднего кармана) с от‑
верстием позволяет вернуть в нижнюю часть камеры случайно зане‑
сенные в пенный продукт частицы, что повышает качество флотации.
В зависимости от свойств и количества перерабатываемого мате‑
риала подбираются основные регулируемые параметры:
‒ объем камеры (установка камеры требуемого объема);
‒ частота вращения импеллера (изменение частоты питания дви‑
гателя привода импеллера);
‒ количество подаваемого на флотацию воздуха.
Порядок работы на флотомашине:
1) налить в камеру пульпу;
2) установить под сливной порог камеры емкость для сбора пен‑
ного продукта;
3) включить привод импеллера и активировать пульпу в течение
1–2 мин;
4) добавить в пульпу необходимые флотационные реагенты;
5) включить привод пеногона;
6) после окончания работы отключить приводы в обратном по‑
рядке;
7) снять камеру с оставшейся пульпой;
8) после окончания работ необходимо промыть камеру и блок им‑
пеллера. Для промывки импеллера в чистую камеру залить воду, уста‑
новить камеру во флотомашину, включить флотомашину, провести
перемешивание в течение 2–4 мин.

Сухой магнитный сепаратор СМС‑20‑ПМ1
Сухой магнитный сепаратор дискового типа (рис. 11) предназна‑
чен для разделения частиц по магнитным свойствам на заключитель‑
ных операциях технологических процессов обогащения, на стадиях
доводки с целью выделения из шлиховых продуктов ферромагнитных
частиц, для технологических исследований проб сырья, при подготов‑
ке технологических проб к проведению минералогического анализа,
32

2. Оборудование лаборатории обогащения

а также для учебных целей и научных исследований. Основные харак‑
теристики сепаратора приведены в табл. 10 [7].
Загрузочный
бункер

Магнитная
система

Вибролоток

Приемные
емкости
для магнитной
и немагнитной
фракции

Панель
управления

Рис. 11. Сухой магнитный сепаратор СМС‑20‑ПМ1 *
Таблица 10
Технические характеристики сепаратора
Характеристика
Тип оборудования
Максимальная производительность
на материале с крупностью частиц
–4 + 1 мм
Крупность разделяемых материалов
Ход (величина вертикального перемеще‑
ния) магнитной системы
Амплитуда колебаний вибролотка

Ед. изм.
—

Величина
СМС‑20‑ПМ1

кг/ч

не менее 20

мм

–4+0,1

мм

от 0 до 2
Непрерывный,
продолжитель‑
ный
не более 15
220

Режим работы изделия

—

Масса изделия
Напряжение питания переменного тока

кг
В

В рабочем пространстве магнитного сепаратора создается магнит‑
ное поле с помощью постоянных магнитов, при свободном прохожде‑
нии в котором траектория движения магнитных и/или слабомагнитных
Магнитный сепаратор лабораторный «СМС‑20‑ПМ1» // ИТОМАК. URL:
https://itomak.ru/items/products/magnet-dry-separator/4.php?sphrase_id=13914 (дата
обращения: 23.05.22).
*

1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

частиц отличается от траектории движения немагнитных частиц. Бла‑
годаря этому частицы с различной магнитной восприимчивостью со‑
бираются в отдельные приемные емкости.
За цикл сепарации исходный материал разделяется на два продукта:
ферромагнитный и немагнитный. При работе на сепараторе возможно
регулировать величину зазора между магнитной системой и вибролот‑
ком, с целью изменения величины интенсивности магнитного поля.
Порядок работы на магнитном сепараторе:
1) выбрать режим работы сепаратора на панели управления;
2) подлежащий разделению материал засыпать в приемный бункер;
3) включить сепаратор;
4) по окончании работы достать приемные емкости и взвесить маг‑
нитную и немагнитную фракции.

Роликовый сепаратор СЭ‑138 Т (138 Т‑СЭМ)
Лабораторный электромагнитный роликовый сепаратор СЭ‑138 Т
с замкнутой магнитной системой предназначен для магнитной сепа‑
рации слабомагнитных минералов. Магнитная система сепаратора со‑
стоит из первичного магнита — электромагнита, на катушки которого
подается постоянный ток, и вторичного магнита — ролика, который
находится между полюсами электромагнита и намагничивается бла‑
годаря магнитной индукции (рис. 12).
Индукционный транспортирующий ролик
Выпрямитель

Электромагнит

Бункер
с исходным
материалом

S
N
S
МФ

Вибролоток
НМ

Рис. 12. Схема роликового сепаратора СЭ‑138 Т

Детали магнитной системы сепаратора изготовлены из трансфор‑
маторной стали, которая обладает высокой магнитной проницаемо‑
34

2. Оборудование лаборатории обогащения

стью. Материал сердечника электромагнита и материал ролика легко
и быстро намагничиваются и также быстро размагничиваются, т. е.
имеют высокую магнитную проницаемость и малую остаточную ин‑
дукцию. Диаметр ролика больше, чем высота полюсного наконечни‑
ка электромагнита. Ролик сепаратора имеет зубчатое строение, и ис‑
ходный материал движется по лотку, лежащем на плоском полюсе,
а магнитный продукт притягивается к зубцам ролика. Глубина рабо‑
чей зоны не должна превышать двух максимальных диаметров частиц,
а материал под ролик необходимо подавать в один слой. При враще‑
нии ролика магнитные частицы перемещаются за делительную пере‑
городку и отделяются от ролика под действием центробежной силы
и силы тяжести.
Таким образом, на минеральные частицы воздействуют магнит‑
ная и механические силы. За счет этого минеральные частицы с раз‑
личными магнитными свойствами двигаются по разным траекториям
и выводятся из магнитного поля в виде фракций с различными маг‑
нитными свойствами.
Порядок работы на магнитном сепараторе СЭ‑138 Т:
1) включить выпрямитель, установить требуемую величину тока;
2) включить привод ролика и лоткового вибропитателя;
3) засыпать исходный материал в загрузочную воронку сепаратора;
4) по окончании работы отключить сепаратор, достать приемные
емкости и взвесить магнитную и немагнитную фракции.

Установка для фильтрования под вакуумом
Установка для фильтрования под вакуумом (рис. 13) предназначена
для разделения пульп после флотации, мокрого рассева и других опе‑
раций обогащения, протекающих в водной среде. Вакуумный насос
создает вакуум в закрытой емкости (колбе Бунзена), в верхнюю часть
которой вставляют керамическую воронку Бюхнера.
Колба Бунзена должна быть толстостенной, чтобы стекло не лопну‑
ло при пониженном давлении. Соединение колбы и воронки должно
быть герметичным, поэтому, если соединение горла и воронки не шли‑
фовое, необходимо использовать специальную соединительную пробку
с каналом. К тубусу колбы Бунзена нужно подсоединить трубку, второй
конец которой подключить к насосу или предохранительной емкости.
35

1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Вакуумный насос

Колба Бунзена

Воронка Бюхнера

Фильтровальная бумага

Рис. 13. Основное оборудование фильтровальной установки *

Воронка Бюхнера изготовлена из фарфора и полностью покрыта
глазурью, кроме верхней кромки. Внутри воронки имеется перегород‑
ка с множеством отверстий (от 60 до 169 в зависимости от диаметра
воронки). Стандартные воронки Бюхнера имеют наружный диаметр
от 65 до 175 мм.
В воронку необходимо плотно уложить лист фильтровальной бу‑
маги. Одним из главных свойств фильтровальной бумаги является
ее пористость, которая оказывает влияние на скорость фильтрации:
чем ниже плотность и больше размер пор бумаги, тем выше скорость
фильтрации, но хуже очистка раствора (фильтрата) от мелкодисперс‑
ных частиц.
Для фильтрации применяют следующие типы фильтровальной бумаги:
Обеззоленные фильтры (красная лента) — быстро фильтрующие,
применяются для отделения от растворов мелкокристаллических осад‑
ков. Фильтрующая способность — не более 25 с. Свойства: средняя
плотность, умеренная скорость фильтрации.
Обеззоленные фильтры (белая лента) — средне фильтрующие, при‑
меняются для отделения от растворов среднезернистых осадков. Свой‑
ства: средний размер пор, высокая скорость фильтрации.
Обеззоленные фильтры (синяя лента) — медленно фильтрующие,
применяются для отделения от растворов мелкокристаллических осад‑
ков. Свойства: мелкопористые, плотные, низкая скорость фильтрации.
Обеззоленные фильтры (зеленая лента) — медленно фильтрующие,
применяются для отделения от растворов тонкодисперсных осадков.
Свойства: узкие поры, очень плотные, низкая скорость фильтрации.
*
Вакуумный двухступенчатый насос «MONSTRPUMP — 2XZ–1» (60 л/мин) //
5DROPS. URL: https://clck.ru/3378ov (дата обращения: 25.06.22).

2. Оборудование лаборатории обогащения

После того как в воронку уложили фильтровальную бумагу, ее при‑
мерно наполовину заполняют фильтруемым материалом (пуль‑
пой). Включают насос, который создает в колбе разрежение, и жид‑
кость из воронки поступает в колбу. Твердые частицы (кек) остаются
на фильтре. По мере снижения уровня пульпы в воронке в нее добав‑
ляют новые порции фильтруемого материала.

Контрольные вопросы к главе 2
1. За счет чего происходит уменьшение размера кусков материа‑
ла в щековой дробилке?
2. Как происходит процесс измельчения материала в планетар‑
ной мельнице?
3. Какая информация размещена на шильдике лабораторных сит?
4. Опишите порядок работы на флотомашине.
5. Какие силы действуют на частицы в гидроциклоне?
6. Для какой операции используется вибростенд?
7. Частью какого оборудования является воронка Бюхнера?

Раздел 2.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

IΣ = I1·I2·I3

γм.фр =

Мм.фр
Мисх

k = β /α

Ж:Т=Vн2о:mтв

2
1. Определение степени дробления руды
2. Ситовой анализ материалов
и определение эффективности
грохочения
3. Влияние стержневой нагрузки
на измельчаемость руды
4. Классификация мелкодисперсного
материала в гидроциклоне
5. Магнитная сепарация
6. Определение краевых углов
смачивания минералов
7. Изучение влияния флотореагентов
на прикрепление минералов
к пузырькам воздуха
8. Коллективная флотация
медно-цинковой руды
9. Обогащение сульфидных
золотосодержащих руд
10. Комбинированный метод обогащения
медных руд «выщелачивание —
цементация — флотация»
11. Сгущение пульпы
12. Влияние флокулянтов
на процесс сгущения

1. Определение степени
дробления руды

Цель работы — знакомство с устройством и принципом работы
щековой дробилки, определение степени дробления различных руд.
Процесс дробления относится к подготовительным процессам обо‑
гащения и направлен, как и процесс измельчения, на вскрытие мине‑
ралов и получение материала такой фракции, которая необходима для
эффективного проведения собственно операции обогащения (флота‑
ции, магнитной сепарации, гравитационных методов и т. д.).
Дробление — это процесс уменьшения линейных размеров кусков
материала за счет действия внешних сил, которые направлены на пре‑
одоление сил внутреннего сцепления частиц. При дроблении разруше‑
ние кусков материала происходит главным образом по самым слабым
местам — сколам, трещинам — и включениям хрупких минералов, дру‑
гим дефектам. Основные способы разрушения кусков при дроблении:
раскалывание, раздавливание, удар, излом и истирание. При дробле‑
нии не происходит изменение химического состава материала, изме‑
няется только его гранулометрический состав [8; 9].
Операция дробления, вместе с операциями грохочения, измельче‑
ния и классификации, составляют схему рудоподготовки.
Основной количественный показатель процесса дробления — сте‑
пень дробления (I), которая рассчитывается как отношение размера
максимального куска материала до дробления (Dmax) к максимально‑
му размеру куска после дробления (dmax):
I=

Dmax
.
dmax

(1)

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Более точное определение степени дробления получается при при‑
менении не максимальных, а средних размеров кусков материала
I=

Dср
dср

(2)

где Dср — средний размер куска исходного материала, мм; dср — сред‑
ний размер куска дробленного материала, мм.
Поскольку за одну операцию дробления, как правило, невозможно
получить требуемый размер частиц, то дробление руд цветных метал‑
лов проводят в три стадии: крупное, среднее, мелкое. Общая степень
дробления (IΣ) по схеме рассчитывается как произведение степеней
дробления на отдельных стадиях по формуле:
IΣ = I1·I2·Ii.

(3)

На процесс дробления влияют физико-механические свойства мате‑
риалов: прочность (крепость), твердость, вязкость, абразивность и т. д.,
а также конструкция выбранного оборудования. По прочности все гор‑
ные породы, согласно шкале Протодьяконова, делятся на 10 категорий:
от слабых пород (плывуны) с коэффициентом крепости 0,3 до проч‑
ных пород (базальты) с коэффициентом крепости 20. От коэффици‑
ента крепости зависит число стадий дробления материала [9;10].
Основное оборудование для дробления руд — дробилки различных
конструкций: щековые, конусные, валковые, молотковые и т. д. Дро‑
билки позволяют получить только относительно крупный продукт (ми‑
нимальная крупность порядка 5 мм) с небольшим количеством тонких
фракций. Для крупного и среднего дробления руд цветных металлов
преимущественно используют щековые дробилки, степень дробле‑
ния в которых составляет 3–4. Схема работы щековой дробилки по‑
казана на рис. 14.
Щековые дробилки применяют для дробления руды с плотностью
до 1,8 т/м 3. По конструкции различают дробилки с простым (ЩДП)
и сложным (ЩДС) движением щеки, но принцип работы у них об‑
щий — подвижная щека, приближаясь и удаляясь от неподвижной
щеки, разрушает материал, поступивший в рабочую зону дробилки.
При простом движении щеки основной принцип разрушения — раз‑
давливание, при сложном — раздавливание и истирание.

1. Определение степени дробления руды

Загрузка руды

Неподвижная
щека

Подвижная
щека

Выгрузка дробленого материала

Рис. 14. Схема работы щековой дробилки

Материалы и необходимое оборудование
для выполнения лабораторной работы
‒
‒
‒
‒
‒
‒
‒
‒

пробы руд цветных металлов (крупность материалов 50–200 мм);
штангенциркуль (или линейка);
совок для отбора проб;
щековая лабораторная дробилка (рис. 1);
весы;
вибростенд ПЭ‑6700 (рис. 3);
набор лабораторных сит (рис. 4);
чашки для взвешивания проб.
Методика выполнения лабораторной работы

1. Отобрать лабораторные пробы исследуемых руд массой 300–450 г.
2. Определить максимальный размер куска руды в исходном ма‑
териале. Поскольку куски руды имеют неправильную форму, то для
определения максимального размера куска (Dmax) нужно взять из ото‑
бранной лабораторной пробы три самых больших куска и измерить
штангенциркулем длину куска l, ширину b и высоту h в трех взаим‑
но перпендикулярных направлениях. Найти среднее арифметическое
этих величин для каждого куска:

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Diср

l bh
,� мм.
3

(4)

3. Определить максимальный размер куска в исходном материа‑
ле по формуле
Dmax

Dicр
3

,� мм,

(5)

где 3 — количество отобранных для измерения кусков руды.
4. Загрузить пробу в лабораторную щековую дробилку; включить
дробилку и провести дробление материала.
5. Выгрузить дробленый продукт, взвесить на лабораторных весах,
определить общую массу материала (МΣ).
6. На вибростенд установить 4–5 лабораторных сита: верхнее сито
с самыми крупными ячейками, нижнее — с самыми мелкими, как по‑
казано на рис. 15.
Крышка
d1
d2
d3

Сита с отверстиями
различного
диаметра (d 1– d 5)

d4
d5
Поддон

Рис. 15. Набор сит с диаметром отверстий
от максимального (d1) до минимального (d5)

7. Провести ситовой анализ материала: на верхнее сито загрузить
пробу материала массой не более 450 г; закрыть крышкой; закрепить
крышку с помощью прижимных гаек; выбрать продолжительность
и частоту рассева (по указанию преподавателя); включить вибростенд.
8. После завершения рассева взвесить материал, оставшийся на ка‑
ждом сите, включая материал на поддоне.
44

1. Определение степени дробления руды

Обработка экспериментальных данных
1. Рассчитать выход каждой фракции по формуле
( М i ·100 �%)
, %,
М

i �

(6)

где Мi — масса материала на каждом сите, г; МΣ — масса исходной на‑
вески, г.
2. Для каждой фракции определить средний размер частиц по фор‑
муле
dср �

(di 1 di � )
, мм,
2

(7)

где di — размер отверстий сита, через которое прошли частицы руды,
мм; di‑1 — размер отверстий сита, на котором частицы остались, мм.
3. Занести все полученные данные в табл. 11.
Таблица 11
Выход фракций и средний размер частиц после дробления
Диаметр
отверстий
сита, мм

Фракция, Масса материала
мм
на сите, г

Выход
фракции, %

Средний
размер частиц
фракции, мм

d1 = 4

М1

γ1

d1 ср

d2 = 3

–4+3

М2

γ2

d2 ср

d3 = 2

–3+2

М3

γ3

d3 ср

d4 = 1

–2+1

М4

γ4

d4 ср

d5 = 0,5

–1+0,5

М5

γ5

d5 ср

Поддон

–0,5

М6

γ6

d6 ср

ИТОГО

—

МΣ

100

—

4. Рассчитать средний размер частиц дробленого материала по формуле
dср �

100

1
i
d 1ср
d iср

, мм,

(8)

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

где γi — выход каждой фракции, %; diср — средний размер частиц ка‑
ждой фракции, мм.
5. Определить степень дробления исходного материала по фор‑
муле (2).
6. Определить максимальный размер частиц в пробе после дробле‑
ния. Для этого необходимо отобрать из самой крупной фракции (остав‑
шейся на верхнем сите) три самых больших куска, измерить штан‑
генциркулем длину куска l, ширину b и высоту h. Далее нужно найти
среднее арифметическое этих величин для каждого куска по форму‑
ле (4) и определить максимальный размер куска в дробленом матери‑
але по формуле (5).
7. Определить степень дробления исходного материала по форму‑
ле (1). Сравнить результаты расчета степени дробления, полученные
по формулам (1) и (2).
8. Сравнить результаты, полученные разными бригадами, сделать
выводы о свойствах исследуемых руд.
Контрольные вопросы для допуска
к лабораторной работе № 1
1. Перечислите подготовительные процессы обогащения и назо‑
вите цель рудоподготовки.
2. Какие факторы влияют на процесс дробления руд?
3. Какие существуют методы разрушения материалов?
4. Что такое степень дробления?
5. Дробилки каких конструкций применяют на первой стадии дро‑
бления руд цветных металлов?

2. Ситовой анализ материалов
и определение эффективности
грохочения

Цель работы — знакомство с принципом работы оборудования для
грохочения руд, выполнение ситового анализа пробы, исследование ки‑
нетики процесса грохочения и определение эффективности грохочения.
Ситовой анализ — это метод определения гранулометрического со‑
става материалов, который проводят механическим разделением мате‑
риала на фракции, в каждой из которых частицы различаются разме‑
рами. Гранулометрический состав позволяет оценить эффективность
дробления и измельчения руд. Для проведения ситового анализа при‑
меняют стандартные сита с ткаными проволочными сетками. Сетки
имеют квадратные отверстия (ячейки). Для крупных материалов ис‑
пользуют сита из перфорированных металлических полотен с круглы‑
ми или квадратными отверстиями.
Ситовой анализ применяют для материалов крупностью от 0,04 мм
(минимальный размер отверстий применяемых сит) до 10 мм. Если
рассеву подвергают более крупный материал, то такой рассев на си‑
тах с большими размерами отверстий называется грохочение. Наряду
с дроблением, измельчением и классификацией операция грохочения
входит в схему рудоподготовки.
Как правило, ситовому анализу подвергают сухой материал, но воз‑
можен и мокрый рассев — в этом случае исходный материал подается
на сита в виде пульпы. Мокрый рассев применяют для определения
гранулометрического состава материалов, которые склонны к слипа‑
нию (агрегированию) при встряхивании, содержащих большое коли‑
чество тонких (шламовых) фракций и т. д. Мокрым способом анали‑
зируют материалы крупностью менее 100–150 мкм. Для проведения
47

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

мокрого рассева используют жидкости, которые хорошо смачивают
исходный материал, но не растворяют его и не вступают с ним в хи‑
мические реакции. Для мокрого рассева руд цветных металлов ис‑
пользуют воду [9].
Для проведения ситового анализа используют наборы стандарт‑
ных сит, которые имеют последовательный ряд размеров отверстий.
Этот ряд называется шкалой грохочения или классификации, а отно‑
шение размеров отверстий двух соседних сит — модулем шкалы. Для
крупного и среднего грохочения модуль шкалы равен 2; для мелкого
грохочения модуль равен 2 .
Материал, оставшийся на сите, называется надрешетным продук‑
том (или «остатком») и обозначается знаком «+»; материал, прошед‑
ший сквозь ячейки сита — подрешетным (или «проходом») и обозна‑
чается знаком «–». Число фракций, полученных при просеивании
материала через набор, состоящий из n сит, составит (n + 1). Круп‑
ность каждой фракции обозначают цифрами в миллиметрах или ми‑
кронах, соответствующих размерам отверстий сит, через которое ма‑
териал прошел и на котором остался (рис. 16).
Крышка
фракция +d 1
фракция −d 1 + d 2
фракция −d 2 + d 3

Сита с отверстиями
различного
диаметра (d1 ̶ d5)

фракция −d 3 + d 4
фракция −d 4+d 5
фракция − d 5
Поддон

Рис. 16. Набор сит с размерами отверстий
от максимального (d1) до минимального (d5)
и обозначение фракций рассеиваемого материала

Основной показатель процесса грохочения — эффективность гро‑
хочения, который характеризует полноту разделения исходного мате‑
риала по крупности.
48

2. Ситовой анализ материалов и определение эффективности грохочения

Эффективность грохочения определяется как отношение массы
подрешетного продукта к общему его количеству в исходном продук‑
те, т. е. представляет собой извлечение самой мелкой фракции в под‑
решетный продукт:

100 · mпп
,� %,
М пп

(9)

где mпп — масса подрешетного продукта, полученного в результате гро‑
хочения, г; Мпп — общая масса подрешетного продукта в исходном ма‑
териале, г.
Для расчета эффективности грохочения по формуле (9) необходи‑
мо провести предварительный ситовый анализ исходного материала
с полным выделением самой мелкой фракции.
На эффективность грохочения влияют крупность материала, влаж‑
ность (при сухом рассеве), тип оборудования (грохота) и режим его
работы, наличие в исходном материале «трудных» зерен (частиц, раз‑
меры которых совпадают с размером отверстий сит), форма частиц
и т. д. [10; 11].
Материалы и необходимое оборудование
для выполнения лабораторной работы
‒
‒
‒
‒
‒
‒

пробы руд цветных металлов (фракция –1,25 мм);
совок для отбора лабораторных проб;
электронные весы;
вибростенд ПЭ‑6700 (рис. 3);
набор лабораторных сит (рис. 4);
чашки для взвешивания проб.
Методика выполнения работы
и обработки экспериментальных данных
этапа 1 — «Ситовой анализ исходного материала»

Методика выполнения работы этапа 1 приведена ниже.
1. Отобрать лабораторные навески исследуемых руд массой 100–200 г.
2. Сформировать комплект из 4 лабораторных сит. Сита на вибро‑
стенде необходимо расположить в порядке уменьшения размеров их
отверстий сверху вниз. Нижнее сито с размером ячеек 0,071 мм уста‑
новить над поддоном.
49

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

3. Засыпать предварительно взвешенную пробу руды на верхнее
сито и закрыть сито крышкой.
4. Закрепить крышку с помощью прижимных гаек; выбрать про‑
должительность (10–15 мин) и частоту рассева (по указанию препо‑
давателя); включить вибростенд.
5. После завершения рассева взвесить материал, оставшийся на ка‑
ждом сите, включая материал на поддоне.
6. Прочистить сита, крышки, поддон и вибростенд от остатков ма‑
териала.
Методика обработки экспериментальных данных этапа 1 приве‑
дена ниже.
1. Рассчитать выход каждой фракции по формуле

( M i · 100�%)
,� %,
М

(10)

где Мi — масса материала на каждом сите, г; МΣ — масса исходной на‑
вески, г.
2. Рассчитать суммарный выход фракций. Занести полученные
данные в табл. 12.
Таблица 12
Выход фракций после ситового анализа
Диаметр
отверстий
сита, мм

Фракция, мм

Масса
материала
на сите, г

Выход
фракции, %

Суммарный
выход
фракции, %

d1 = 0,9

+0,9

М1

γ1

d2 = 0,45

–0,9+0,45

М2

γ2

γ1+ γ2

d3 = 0,244

–0,45+0,244

М3

γ3

γ1+ γ2+ γ3

d4 = 0,071

–0,244+0,071

М4

γ4

γ1+ γ2+ γ3+ γ4

Поддон

–0,071

М5

γ5

γ1+ γ2+ γ3+ γ4+ γ5

ИТОГО

—

МΣ

100

—

2. Ситовой анализ материалов и определение эффективности грохочения

3. По результатам ситового анализа построить зависимость сум‑
марного выхода фракций от размера ячеек сит, которая покажет ха‑
рактеристику крупности материала (рис. 17). Полученная линия может
быть выпуклой (линия а, рис. 17), прямой (линия б, рис. 17) и вогну‑
той (линия в, рис. 17). Ход линии позволяет судить о крупности ис‑
ходного материала:
‒ выпуклая линия (а) — в материале преобладают крупные зерна;
‒ прямая линия (б) — исходный материал имеет равномерный
гранулометрический состав;
‒ вогнутая линия (в) — в материале преобладают мелкие зерна.

Суммарный выход, %

100
80
60

аа

бб

20
0

0,071

0,244

вв

0,45

0,9

Размер отверстий сит, мм

Рис. 17. Суммарная характеристика
крупности материала

4. Построить указанный график, сделать вывод о гранулометриче‑
ском составе исследуемой пробы.
Методика выполнения работы
и обработки экспериментальных данных
этапа 2 — «Исследование кинетики процесса грохочения
и определение эффективности грохочения»
1. Смешать все фракции, полученные при рассеве материала на этапе 1.
2. Снова собрать и установить комплект тех же сит (как на эта‑
пе 1) на вибростенд и провести рассев перемешанной пробы в тече‑
ние 30 с. Частоту рассева на вибростенде оставить ту же, что на этапе 1.
51

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

3. Комплект сит не разбирать, аккуратно снять только поддон, пе‑
ренести из него фракцию –0,071 мм в чашку и взвесить. Записать по‑
лученные данные. Взвешенный материал оставить в чашке.
4. Пустой поддон установить обратно, снова провести рассев про‑
бы в течение 30 с. Таким образом, суммарное время рассева составит
30 + 30 = 60 с.
5. После остановки вибростенда вновь извлечь поддон, просеяв‑
шуюся фракцию –0,071 мм добавить в чашку к фракции, полученной
после первого рассева, взвесить суммарный продукт.
6. Повторить операции по рассеву материала и взвешиванию фрак‑
ции –0,071 мм; суммарное время последующих рассевов должно со‑
ставить 120; 240; 480; 600 с.
7. Рассчитать эффективность грохочения по формуле

100 · miпп
, �%,
М пп

(11)

где Мпп — масса фракции –0,071 мм, определенная на этапе 1
(М5 в табл. 12); miпп — масса фракции –0,071 мм, полученная после
каждого рассева (фракция в чашке плюс фракция с поддона), г.
8. Все полученные данные занести в табл. 13.
Таблица 13
Зависимость эффективности грохочения
от продолжительности рассева

Суммарная
продолжительность
рассева, с

Масса фракции –0,071 мм, г

Эффективность
грохочения, %

m1 пп

η1

m2 пп

η2

120

m3 пп

η3

240

m4 пп

η4

480

m5 пп

η5

600

m6 пп

η6

2. Ситовой анализ материалов и определение эффективности грохочения

9. По данным таблицы построить зависимость эффективности гро‑
хочения от продолжительности рассева (рис. 18).

Рис. 18. Зависимость эффективности грохочения
от продолжительности рассева

10. Сделать выводы о влиянии продолжительности рассева на эф‑
фективность грохочения исследуемого материала.
Контрольные вопросы для допуска
к лабораторной работе № 2
1. Какие данные получают в результате ситового анализа материалов?
2. Для материалов какой крупности применяют ситовой анализ?
3. Какие факторы влияют на процесс грохочения?
4. Что такое эффективность грохочения?
5. Дайте определения понятиям «надрешетный продукт», «подре‑
шетный продукт» и «трудные зерна».

3. Влияние стержневой нагрузки
на измельчаемость руды

Цель работы — знакомство с принципом работы мельниц, изучение
влияния стержневой нагрузки на степень измельчения руд цветных ме‑
таллов, построение кривой распределения измельченного материала.
Операция измельчения является самой энергоемкой в схеме рудо‑
подготовки. Цель операции — вскрытие минеральных зерен за счет
доведения материала до крупности, соответствующей размеру вкра‑
пленности минералов, и получение фракции заданного гранулометри‑
ческого состава. Измельчение — заключительная операция рудопод‑
готовки, на которую поступает материал после дробления крупностью
5–15 мм, крупность материала после измельчения составляет поряд‑
ка 0,074 мм.
Для измельчения руд цветных металлов используют мельницы ба‑
рабанного типа различной конструкции. Измельчение исходных ма‑
териалов в мельнице происходит за счет мелющих тел, которые при
вращении барабана поднимаются на определенную высоту, а затем па‑
дают или перекатываются вниз. При этом куски исходного материала
разрушаются за счет удара, истирания и раздавливания частиц меж‑
ду мелющими телами.
В зависимости от вида мелющих тел мельницы делят на:
‒ шаровые — мелющие тела стальные или чугунные шары диаме‑
тром 25–125 мм;
‒ стержневые — мелющие тела стальные стержни различного ди‑
аметра, длиной не более 6 м;
‒ самоизмельчения — мелющие тела крупные куски руды;
‒ полусамоизмельчения — мелющие тела крупные куски руды
и стальные шары;
54

3. Влияние стержневой нагрузки на измельчаемость руды

‒ галечные — мелющие тела окатанная кремниевая галька;
‒ рудно-галечные — мелющие тела крупные куски руды и галька.
Измельчение можно проводить в воздушной и водной среде. Стерж‑
невые мельницы, по сравнению с шаровыми, дают более грубый по‑
мол — выход класса –0,074 мм на первой стадии измельчения составля‑
ет порядка 30 %. Стержневая загрузка составляет 30–45 % внутреннего
объема барабана мельницы (рис. 19).
Корпус мельницы

Стальные стержни

Рис. 19. Принципиальная схема
стержневой мельницы

На технологические показатели процесса измельчения влияют сле‑
дующие основные факторы:
‒ тип мельницы, ее линейные размеры;
‒ свойства руды — крупность куска; прочность; наличие в пита‑
нии шламов (частиц размером менее 5 микрон);
‒ номенклатура мелющих тел [9; 10].
Материалы и необходимое оборудование
для выполнения лабораторной работы
‒
‒
‒
‒
‒
‒
‒

проба руд цветных металлов крупностью –5 мм;
совок для отбора проб;
стержневые мельницы и лабораторный рольганг (рис. 6);
электронные весы;
вибростенд ПЭ‑6700 (рис. 3);
набор лабораторных сит (рис. 4);
чашки для взвешивания проб.
55

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Методика выполнения лабораторной работы
1. Из общей пробы материала крупностью –5 мм отобрать наве‑
ски массой 200 г.
2. Каждая бригада подбирает стержневую нагрузку мельницы со‑
гласно указаниям преподавателя. Перед загрузкой мельниц необхо‑
димо взвесить 3–4 стержня одинакового диаметра, записать общую
массу стержней.
3. Подготовить к работе стержневые лабораторные мельницы. В ка‑
ждую мельницу загрузить взвешенные стержни, после чего засыпать
навеску руды. Навески измельчают сухим способом.
4. Закрыть мельницы крышками, установить мельницы на лабо‑
раторный рольганг.
5. Включить рольганг. Продолжительность измельчения задается
преподавателем (15–20 мин).
6. После завершения процесса отключить рольганг, снять мельни‑
цы, выгрузить из мельницы стержни и измельченный продукт.
7. Измельченный продукт взвесить на лабораторных весах, опре‑
делить общую массу материала (МΣ).
8. На вибростенд установить 4–5 лабораторных сит. Сита на ви‑
бростенде необходимо расположить в порядке уменьшения размеров
их отверстий сверху вниз — сито с максимальным размером отверстий
(d1) самое верхнее, сито с минимальным размером отверстий (d4) са‑
мое нижнее. Под ситами установить поддон для сбора самой мелкой
фракции (просева).
9. Провести ситовой анализ материала: на верхнее сито загрузить
пробу измельченного материала; закрыть крышкой; закрепить крыш‑
ку с помощью прижимных гаек; выбрать продолжительность и часто‑
ту рассева (по указанию преподавателя); включить вибростенд.
10. После завершения рассева взвесить материал, оставшийся
на каждом сите, включая материал на поддоне.
Обработка экспериментальных данных
1. Рассчитать выход каждой фракции по формуле
i

( М i · 100 %)
, %,
М

(12)

3. Влияние стержневой нагрузки на измельчаемость руды

где Мi — масса материала на каждом сите, г; МΣ — масса исходной на‑
вески, г.
2. Рассчитать суммарные выходы фракций Ri — отношение мас‑
сы всех частиц, диаметр которых больше di, к общей массе пробы из‑
мельченного материала. Поскольку выходы отдельных фракций уже
рассчитаны, суммарные выходы определяем по формулам
R1 = γ1;
R2 = γ1+ γ2;
R3 = γ1+ γ2+ γ3 и т. д.
3. Занести все полученные данные в табл. 14.
Таблица 14
Выход фракций после измельчения
Диаметр
отверстий
сита, мм

Фракция,
мм

Масса
фракции, г

Выход
фракции, %

Суммарный
выход фракций
R, %

d1 = 1,25

+1,25

М1

γ1

d2 = 0,63

–1,25+0,63

М2

γ2

γ1+ γ2

d3 = 0,355

–0,63+0,355

М3

γ3

γ1+ γ2+ γ3

d4 = 0,14

–0,355+0,14

М4

γ4

γ1+ γ2+ γ3+ γ4

Поддон

–0,14

М5

γ5

γ1+ γ2+ γ3+ γ4+ γ5

ИТОГО

—

МΣ

100

—

4. На основании полученных экспериментальных данных постро‑
ить кривые ситового анализа — распределение измельченного мате‑
риала по диаметрам частиц (рис. 20).
5. Сравнить результаты, полученные разными бригадами, сделать
выводы о свойствах исследуемых руд и влиянии стержневой нагрузки
на измельчение руды и выход фракций после измельчения.

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

100

R, %

80
60
R4
40
R3
20
R2
R1
0

d1
d3
d2
Крупность фракции d , мм

Рис. 20. Кривая распределения
измельченного материала

Контрольные вопросы для допуска
к лабораторной работе № 3
1. Какие факторы влияют на процесс измельчения руд?
2. Какие мелющие тела используют для разрушения кусков руды?
3. За счет чего происходит разрушение кусков исходного матери‑
ала в мельницах?
4. В чем особенность мельницы полусамоизмельчения?
5. Как построить кривую функции распределения измельченно‑
го материала?

4. Классификация мелкодисперсного
материала в гидроциклоне

Цель работы — знакомство с принципом работы гидроциклона,
определение эффективности разделения материала по крупности
на гидроциклонной установке.
Гидроциклоны (рис. 21) применяют на обогатительных фабриках
для классификации по крупности измельченных материалов. Процесс
классификации происходит за счет центробежной силы, создаваемой
при вращении пульпы в гидроциклоне.
Слив
Сливной патрубок
Исходное
питание

Исходное
питание

Питающий патрубок
Напорный двухпродуктовый циклон
Конус
α

Песковая насадка

Пески

Рис. 21. Схема напорного двухпродуктового циклона
59

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Угол между образующими конической части гидроциклона назы‑
вается углом конусности гидроциклона и обозначается буквой α. Ис‑
ходное питание (пульпа) подается в гидроциклон под давлением по ка‑
сательной и получает вращение внутри гидроциклона. Под действием
центробежной силы, превышающей силу тяжести, крупные частицы
отбрасываются к стенкам гидроциклона и разгружаются через песко‑
вую насадку. Мелкие частицы вместе с основным количеством воды
за счет конусности нижней части создают внутренний восходящий по‑
ток, вращающийся в направлении, противоположном вращению на‑
ружного потока, поднимаются вверх и разгружаются через сливной
патрубок в виде слива (рис. 22).
Слив

Исходное
питание

Пески

Рис. 22. Схема движения потоков
материала в гидроциклоне

Основные факторы, влияющие на показатели работы гидроциклона:
‒ давление на входе в гидроциклон (напор), которое определяет
скорость, действующую в гидроциклоне;
‒ отношение диаметра песковой насадки к диаметру сливного
патрубка. Оптимальный диаметр сливного патрубка составляет 0,2–
0,4 диаметра гидроциклона, а оптимальное соотношение диаметра
песковой насадки к диаметру сливного патрубка — 0,5–0,6. При уве‑
личении этого соотношения растет выход песков и снижается их круп‑
60

4. Классификация мелкодисперсного материала в гидроциклоне

ность. Песковые насадки являются съемными и подбираются в соот‑
ветствии с требуемой крупностью разделения;
‒ угол конусности гидроциклона. Оптимальным является угол
α = 20°, для тонкодисперсных пульп при классификации в гидроци‑
клоне с диаметром менее 100 мм α = 5–10°. При увеличении угла ко‑
нусности растет крупность слива. Уменьшение угла конусности менее
α = 5° не дает существенного улучшения технологических показателей,
но приводит к резкому увеличению высоты аппарата. В короткоконус‑
ных гидроциклонах, применяемых при гравитационном обогащении
золотосодержащих руд, угол конусности составляет 60, 90, 120° [12; 13].
Материалы и необходимое оборудование
для выполнения лабораторной работы
‒ проба исходного материала крупностью –1,5 мм с известным
гранулометрическим составом;
‒ совок для отбора проб;
‒ лабораторные стаканы объемом 2 л;
‒ гидроциклонная установка ГЛ-М (рис. 9);
‒ электронные весы;
‒ установка для фильтрования под вакуумом (рис. 13);
‒ фильтровальная бумага «белая лента»;
‒ сито 0,074 мм;
‒ вибростенд ПЭ‑6700 (рис. 3);
‒ чашки для взвешивания проб.
Методика выполнения лабораторной работы
1. Из общей пробы материала крупностью –1,5 мм отобрать лабо‑
раторные пробы массой 400–500 г (по указанию преподавателя).
2. Выбрать необходимое соотношение жидкого и твердого (Ж:Т)
для приготовления пульпы (по указанию преподавателя). Интервал
варьирования Ж:Т от 7 до 12.
3. Залить необходимое количество воды в лабораторный стакан,
добавить навеску исходного материала, тщательно перемешать пульпу.
4. Подготовить к работе гидроциклонную установку ГЛ-М: прове‑
рить подключение трубопровода и отводной трубки; заткнуть пробка‑
ми сливные отверстия емкостей для песка и слива или подставить под
них приемные стаканы.
61

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

5. Выбрать из набора съемные конусы и насадки для гидроцикло‑
на (по указанию преподавателя), смонтировать их на гидроциклон
и записать угол конусности. Каждая бригада выбирает свой комплект
конусов.
6. Залить пульпу в приемную емкость для исходного материала
и установить защитную крышку, чтобы пульпа не разбрызгивалась
при работе установки.
7. Включить установку и провести активацию пульпы в течение
30–60 с.
8. Открыть запорный вентиль гидроциклона, провести разделение
исходной пульпы на пески и слив (процесс займет 1–3 мин).
9. После завершения процесса отключить установку, собрать слив
и пески в лабораторные стаканы.
10. В лабораторную установку для фильтрования под вакуумом уло‑
жить бумажный фильтр, провести фильтрацию слива гидроциклона.
11. Твердый остаток на фильтре просушить в лабораторном су‑
шильном шкафу до постоянной массы и взвесить (mтв. слив).
12. Провести ситовой анализ полученного сухого мелкодисперс‑
ного материала (твердое в сливе) на сите 0,074 мм с помощью вибро‑
стенда.
13. После завершения рассева взвесить материал, оставшийся
+0,074
0,074
на сите (mтв.
слив ) , и материал на поддоне ( mтв. слив ).
Обработка экспериментальных данных
1. На основании известного гранулометрического состава исходного
материала рассчитать в навеске массу фракции –0,074 мм по формуле
0,074
mисх

0,074
M исх · Cисх
, г,
100

(13)

−0,074
— содержание
где Мисх — масса навески исходного материала, г; Cисх
фракции –0,074 мм в исходном материале, %.
Пески гидроциклона не фильтровали, поэтому массу песковой
фракции (разгрузки гидроциклона) можно рассчитать по разности
масс исходной навески и массы сухого материала, оставшегося после
фильтрации слива гидроциклона (твердое в сливе)

mпески =Mисх — mтв. слив.

4. Классификация мелкодисперсного материала в гидроциклоне

2. Рассчитать массу фракции –0,074 мм, оставшуюся в песках ги‑
дроциклона
0,074
0,074
0,074
mпески
� mисх
mтв.
слив , г,

(15)

−0,074
−0,074
— масса фракции –0,074 мм в исходной навеске, г; mтв.
где mисх
слив –
масса фракции –0,074 мм в твердом материале слива гидроциклона, г.
3. Определить содержание фракции –0,074 мм в песках гидроци‑
клона

0,074
Cпески

0,074
mпески
· 100
, %,
mпески

(16)

−0,074
где mпески
– масса фракции –0,074 мм в песках гидроциклона, г; mпески —
масса песков гидроциклона, г.
4. Для оценки эффективности классификации рассчитать коэффи‑
циент эффективности отбивки по i‑тому классу и коэффициент обще‑
го выхода твердого в пески гидроциклона. Коэффициент эффектив‑
ности отбивки по i -тому классу

kэi =

i
Cпески
.
i
Cисх

(17)

В нашем случае в качестве такого класса выбрана фракция
–0,074 мм, следовательно, формула для расчета эффективности от‑
бивки примет следующий вид
kэ0,074

0,074
Cпески
0,074 ,
Cисх

−0,074
где Cпески
— содержание фракции –0,074 мм в песках гидроциклона, %;
−0,074
Cисх — содержание фракции –0,074 мм в исходном материале (пита‑
нии гидроциклона), %.
Коэффициент общего выхода твердого в пески гидроциклона

kм =

mпески
,
M исх

(18)

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

где mпески — масса песков гидроциклона, г; Мисх — масса навески ис‑
ходного материала, г.
5. Занести все полученные данные в табл. 15.
Таблица 15

общий выход
твердого

mпески

эффектив‑
ность отбивки

−0,074
Cисх

содержание, %

масса, г

−0,074
mисх

Коэффициенты

масса, г

содержание, %

Мисх

Пески гидроциклона
фракция
–0,074 мм

масса, г

α1

Исходный материал
фракция
–0,074 мм
масса, г

Угол конусности
гидроциклона

Результаты классификации материала на гидроциклоне

−0,074
mпески

−0,074
Cпески

kэ−0,074

kм

6. Сравнить данные, полученные каждой бригадой. На основании
полученных данных сделать выводы о влиянии угла конусности гидро‑
циклона на эффективность его работы.
Контрольные вопросы для допуска
к лабораторной работе № 4
1. Назовите цель процесса классификации.
2. Какие силы действуют на частицу в гидроциклоне?
3. При каком отношении Ж:Т проводят классификацию матери‑
ала в гидроциклоне?
4. Дайте определение понятиям «пески» и «слив».
5. На какие параметры влияет изменение угла конусности гидро‑
циклона?

5. Магнитная сепарация

Цель работы — знакомство с принципом работы магнитных сепа‑
раторов, исследование разделения материала по магнитным свойствам
в воздушной среде.
Магнитная сепарация относится к основным процессам обогаще‑
ния и применяется для обогащения руд, которые содержат минералы
с относительно высокой магнитной восприимчивостью. По магнитной
восприимчивости минералы можно разделить следующим образом:
‒ сильномагнитные — минералы железа (магнетит Fe3O4, ильме‑
нит FeO·TiO₂, пирротин FenSn+1 и др.);
‒ средне-магнитные — лимонит FeOOH· (Fe2O3·nH2O), вольфра‑
мит (FeMn)WO4 и т. п.;
‒ слабомагнитные — минералы цветных металлов;
‒ немагнитные — минералы кварца SiO2, кальция CaCO3 и др.
Магнитную сепарацию можно проводить в водной и воздушной
средах. В воздушной среде, как правило, проводят сепарацию круп‑
нокусковых материалов с размером куска до 150 мм, в водной среде —
сепарацию мелкодисперсного материала с большим количеством шла‑
мовых частиц. Для материалов с размером фракций –5 мм применяют
сепарацию и в воздушной, и в водной средах.
Общий принцип работы магнитных сепараторов состоит в следую‑
щем: исходный материал движется по лотку виброжелоба слоем в одно
зерно в рабочую зону сепаратора. В рабочей зоне магнитные частицы
притягиваются к поверхности магнитного вращающегося валка, выно‑
сятся из рабочей зоны, отрываются от валка и попадают в бункер для
магнитной фракции (концентрата). Немагнитные частицы двигают‑
ся по другой траектории, т. к. на них не оказывает влияние магнитное
поле, выходят из рабочей зоны и попадают в бункер для немагнитной
фракции (хвостов), рис. 23.
65

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Исходное питание
Электромагнит

Магнитная фракция
(концентрат)

Немагнитная фракция
(хвосты)

Рис. 23. Схема разделения материала
на магнитном сепараторе

Факторы, влияющие на процесс магнитной сепарации:
‒ напряженность магнитного поля. С ростом напряженности поля
растет извлечение в магнитную фракцию минералов с более низкой
магнитной восприимчивостью, при этом увеличивается выход маг‑
нитной фракции и снижается качество сепарации. При низкой на‑
пряженности поля растут потери магнитных минералов с хвостами;
‒ крупность исходного материала. Подаваемый на сепарацию ис‑
ходный материал должен иметь гранулометрический состав без боль‑
шого различия между минимальным и максимальным размером ку‑
ска в питании, в противном случае снижается качество разделения;
‒ магнитные свойства разделяемых минералов. Чем больше раз‑
ница в магнитной восприимчивости минералов, тем качественнее их
разделение по магнитным свойствам;
‒ габариты рабочей зоны сепаратора — при увеличении диаметра
барабана сепаратора возрастает и длина рабочей зоны, что приводит
к повышению извлечения магнитных минералов в концентрат;
‒ частота вращения барабана сепаратора, которая варьируется
в зависимости от удельной магнитной восприимчивости минералов,
крупности частиц в питании сепаратора, требований к качеству про‑
дуктов обогащения;
66

5. Магнитная сепарация

‒ скорость подачи исходного материала. С ростом скорости пода‑
чи материала возрастает производительность сепаратора, но снижает‑
ся извлечение магнитных минералов в концентрат;
‒ при сепарации в водной среде имеет значение отношение Ж:Т
в питании сепаратора. С ростом содержания твердого в пульпе повы‑
шается производительность сепаратора, но снижается качество про‑
дуктов обогащения. С увеличением жидкого в пульпе повышается
качество магнитной фракции, но снижается извлечение магнитных
минералов в магнитную фракцию. Оптимальное соотношение Ж:Т
в исходной пульпе составляет порядка 6 : 4.
Магнитная сепарация может проводиться в одну или несколько ста‑
дий. При перечистной сепарации (доводке) магнитной фракции сни‑
жают напряженность магнитного поля, при этом каждая последующая
перечистка проходит при более низкой напряженности. При повтор‑
ной сепарации немагнитной фракции напряженность поля, наоборот,
увеличивают на каждой последующей операции [14].
Материалы и необходимое оборудование
для выполнения лабораторной работы
‒ смесь минералов различной магнитной проницаемости круп‑
ностью менее 1,25 мм;
‒ совок для отбора проб;
‒ магнитные сепараторы (рис. 11; 12);
‒ электронные весы;
‒ чашки для взвешивания проб.
Методика выполнения работы
и обработки экспериментальных данных
серии 1 — «Сепарация исходного материала
при разной силе намагничивающего тока»
Методика выполнения работы серии 1 приведена ниже.
1. Отобрать пробу исходного материала массой 100–150 г (по ука‑
занию преподавателя).
2. Включить выпрямитель и магнитный сепаратор.
3. Установить силу намагничивающего тока согласно заданию (на‑
чальная величина 1 А).
4. Навеску исходного материала загрузить в приемный бункер.
5. Провести магнитную сепарацию материала.
67

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

6. Выключить магнитный сепаратор.
7. Взвесить полученные магнитную и немагнитную фракции.
8. Смешать магнитную и немагнитную фракции.
9. Повторить эксперимент, повышая силу тока в диапазоне 2–5 А.
Методика обработки экспериментальных данных серии 1 пред‑
ставлена ниже.
1. Рассчитать выход магнитной и немагнитной фракции по фор‑
муле

i �

( М i · 100 �%)
,� %,
Мисх

(19)

где Мi — масса магнитной или немагнитной фракции, г; Мисх — мас‑
са исходной навески, г.
2. Занести полученные данные в табл. 16.
Таблица 16
Результаты магнитной сепарации (серия 1)
Условия опыта
Материал

Масса
наве‑
ски, г

Магнитная
фракция

Немагнитная
фракция

Сила
Масса, г Выход, % Масса, г Выход, %
тока, А

Исходный
материал

Мисх

Мм.фр.1

γм.фр.1

Мнм.фр.1

γнм.фр.1

Исходный
материал

Мисх

Мм.фр.2

γм.фр.2

Мнм.фр.2

γнм.фр.2

Исходный
материал

Мисх

Мм.фр.3

γм.фр.3

Мнм.фр.3

γнм.фр.3

Исходный
материал

Мисх

Мм.фр.4

γм.фр.4

Мнм.фр.4

γнм.фр.4

Исходный
материал

Мисх

Мм.фр.5

γм.фр.5

Мнм.фр.5

γнм.фр.5

3. На основании полученных результатов построить зависимость
выхода магнитной фракции от силы намагничивающего тока (рис. 24).

Выход магнитной фракции, %

5. Магнитная сепарация

100
80
60
40
20
0

Сила намагничивающего тока, А

Рис. 24. Зависимость выхода магнитной фракции
от силы намагничивающего тока

Сделать выводы о распределении минералов исходного материа‑
ла по магнитной восприимчивости, обосновать выбор оптимальной
силы тока для эффективного разделения минералов.
Методика выполнения работы
и обработки экспериментальных данных
серии 2 — «Магнитная сепарация исходного материала
с контрольной сепарацией хвостов»
Методика выполнения работы серии 2 приведена ниже.
1. Взять пробу исходного материала, с которой работали в серии 1.
2. Включить выпрямитель и магнитный сепаратор.
3. Установить силу намагничивающего тока согласно заданию (на‑
чальная величина — 1 А).
4. Навеску исходного материала загрузить в приемный бункер
и провести магнитную сепарацию материала, как в серии 1.
5. Выключить магнитный сепаратор.
6. Взвесить полученные магнитную и немагнитную фракции.
7. Магнитную и немагнитную фракции не смешивать, в последу‑
ющих экспериментах работать только с немагнитной фракцией. По‑
вторить эксперимент, повышая силу тока в каждом эксперименте
I1 < I2 < I3 < I4.

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Схема проведения опытов показана на рис. 25.
Исходный материал
↓
Магнитная сепарация 1

↓
Магнитная
фракция 1
↓
Взвешивание

↓
Немагнитная
фракция 1
↓
Взвешивание
↓
Магнитная сепарация 2
↓
↓
Магнитная
Немагнитная
фракция 2
фракция 2
↓
↓
Взвешивание
Взвешивание
↓
Магнитная сепарация 3
↓
↓
Магнитная
Немагнитная
фракция 3
фракция 3
↓
↓
Взвешивание
Взвешивание
↓
Магнитная сепарация 4
↓
↓
Магнитная
Немагнитная
фракция 4
фракция 4
↓
↓
Взвешивание
Взвешивание

Рис. 25. Схема проведения опытов серии 2

Методика обработки экспериментальных данных серии 2 пред‑
ставлена ниже.
1. Рассчитать выход магнитной и немагнитной фракций в каждом
эксперименте по формуле
i �

( М i · 100 �%)
, %,
М исх

(20)

5. Магнитная сепарация

где Мi — масса магнитной или немагнитной фракции, г; Мисх — масса
навески материала, подаваемого на сепарацию, г.
2. Занести полученные данные в табл. 17.
Таблица 17
Результаты магнитной сепарации (серия 2)
Условия опыта
Материал

Исходный
материал
Немагнит‑
ная фрак‑
ция 1
Немагнит‑
ная фрак‑
ция 2
Немагнит‑
ная фрак‑
ция 3

Мас‑
са наве‑
ски, г

Магнитная фрак‑
ция

Немагнитная фрак‑
ция

Сила
Масса, г Выход, % Масса, г Выход, %
тока, А

Мисх

Мм.фр.1

γм.фр.1

Мнм.фр.1

γнм.фр.1

Мнм.фр.1

Мм.фр.2

γм.фр.2

Мнм.фр.2

γнм.фр.2

Мнм.фр.2

Мм.фр.3

γм.фр.3

Мнм.фр.3

γнм.фр.3

Мнм.фр.3

Мм.фр.4

γм.фр.4

Мнм.фр.4

γнм.фр.4

3. Рассчитать суммарный выход магнитной фракции по формуле
γΣ = γм.фр.1 + γм.фр.2 + γм.фр.3 + γм.фр.4.

(21)

4. Сравнить результаты серий 1 и 2. Сделать выводы о целесообраз‑
ности повторных сепараций немагнитной фракции.
Контрольные вопросы для допуска
к лабораторной работе № 5
1.
2.
3.
4.
5.

Объясните принцип действия магнитного сепаратора.
Для обогащения каких руд применяется магнитная сепарация?
Какие факторы влияют на процесс магнитной сепарации?
Как рассчитывается выход магнитной и немагнитной фракций?
Какие силы воздействуют на частицы в магнитном сепараторе?

6. Определение краевых углов
смачивания минералов

Цель работы — изучение влияния поверхностно-активных веществ,
их концентрации и модификации поверхности собирателями на сма‑
чиваемость минералов.
Флотационные методы обогащения позволяют разделять минералы
с различной способностью к смачиванию водными растворами. Ми‑
нералы, хорошо смачиваемые водой, называют гидрофильными (т. е.
«любящие воду»). К гидрофильным минералам относятся оксиды, ги‑
дроксиды, силикаты и карбонаты металлов. На поверхности таких ми‑
нералов преобладают ионные, полярные и атомные связи. Напротив,
минералы, плохо смачиваемые водой, являются гидрофобными (т. е.
«боящиеся воды»). Гидрофобными являются минералы с ковалентны‑
ми связями: самородная сера, алмаз, графит, каменный уголь, молиб‑
денит, слоистые силикаты (тальк, серицит, хлорит, слюды). Основная
масса минералов относится к промежуточной группе.
Способность твердой фазы смачиваться жидкостями определяется
краевым углом смачивания θ или его косинусом cos θ. Краевой угол
определяется как угол между касательной, проведенной к поверхности
смачивающей жидкости, и смачиваемой поверхностью твердого тела
(рис. 24). Касательную проводят через точку соприкосновения трех
фаз, причем угол всегда измеряют через жидкую и полярную фазы.
Как видно из рис. 26, если твердое тело хорошо смачивается жидко‑
стью, то контакт пузырька воздуха (Г) с поверхностью, погруженной
в эту жидкость, будет слабым. И наоборот, если твердое тело плохо
смачивается водой, то пузырек воздуха будет «растекаться» по его по‑
верхности.
Величина краевого угла θ варьируется от 0 до 180°, а cosθ варьи‑
руется от 1 до –1 соответственно. Краевой угол смачивания является
72

6. Определение краевых углов смачивания минералов

мерой гидрофильности и гидрофобности: чем меньше значение кра‑
евого угла смачивания твердого тела, тем более гидрофильным он яв‑
ляется, и наоборот. Например, краевой угол смачивания элементной
серы водой составляет 87°, а кварца и гипса 0–6°.

Рис. 26. Смачивание поверхности твердых тел жидкостью (Ж)

Можно выделить следующие варианты смачивания поверхностей
водными растворами:
θ < 90° — гидрофильная поверхность, жидкость хорошо смачива‑
ет поверхность;
θ > 90° — гидрофобная поверхность, жидкость плохо смачивает по‑
верхность;
θ = 0° — сверхгидрофильная поверхность, жидкость полностью рас‑
текается по поверхности;
θ = 180° — сверхгидрофобная поверхность, жидкость не смачива‑
ет поверхность и принимает шарообразную форму.
Поведение капли жидкости на поверхности твердой фазы зави‑
сит от сил, действующих на границах трех фаз: жидкой (Ж), твердой
(Т) и газообразной (Г). Направления действия этих сил (или поверх‑
ностной энергии) определяют краевые углы смачивания поверхности
твердого (рис. 27).

Рис. 27. Направления сил, действующих
на межфазной границе «жидкость – твердое тело – газ»
73

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Поверхностная энергия твердого тела, стремясь к уменьшению,
вызывает растяжение капли по поверхности. Эта энергия численно
равна величине поверхностного натяжения твердого тела на границе
с газовой фазой, т. е. с воздухом (σТГ).
Межфазная энергия на границе «твердое тело — жидкость» (σТЖ)
стремится, наоборот, сжать каплю, т. е. поверхностная энергия умень‑
шается за счет уменьшения площади поверхности соприкосновения
твердой и жидкой фаз.
Растеканию капли также препятствуют силы когезии (связь между
молекулами одного тела), действующие внутри капли. Действие этих
сил направлено от трехфазной границы «Т — Ж — Г» («твердое тело —
жидкость — газ») по касательной к сферической поверхности капли
и численно равно поверхностному натяжению на границе «Ж — Г»
(«жидкость — газ») (σЖГ).
Уравнение Юнга связывает величины межфазных энергий на трех‑
фазной границе
cos�

ТГ �� ТЖ
.
ЖГ

(22)

Работа адгезии показывает, насколько крепкими являются связи
между атомами жидкости и твердой поверхности. С помощью уравне‑
ния Дюпре-Юнга возможно количественно выразить энергию, необ‑
ходимую для разрыва связей между жидкостью и твердым телом, т. е.
работу адгезии (Н/м):
Wa = σЖГ ∙ (1 + cos θ).

(23)

При флотации руды стремятся перевести ценные компоненты в ги‑
дрофобную форму, а пустую породу — в гидрофильную. Величина
работы адгезии между сульфидами и жидкостью меньше, чем работа
адгезии между пустой породой (кварцем, алюмосиликатом) и жидко‑
стью [16; 17; 18].
Флотацию руд проводят следующим образом: измельченную руду
смешивают с водой, полученную пульпу обрабатывают флотационны‑
ми реагентами для увеличения разницы в гидрофильности минералов,
подают в специальные аппараты — флотационные машины, в кото‑
рых осуществляется разделение минералов по смачиваемости. Через
пульпу пропускают поток пузырьков воздуха.
74

6. Определение краевых углов смачивания минералов

Частицы пустой породы (кварц, алюмосиликаты), которые являют‑
ся гидрофильными, остаются в объеме пульпы. А частицы сульфидов,
плохо смачиваемые водой, прилипают к пузырькам воздуха и всплы‑
вают с ними на поверхность. Применяющиеся при флотации собира‑
тели (флотационные реагенты) модифицируют поверхность минера‑
лов, что приводит к увеличению σТЖ, росту θ и снижению cosθ (рис. 28).
Таким образом, чем больше угол смачивания, тем хуже частица мине‑
рала смачивается водой и тем прочнее пузырек воздуха закрепляется
на частице минерала.

Молекулы
собирателя

Рис. 28. Варианты смачивания водным раствором (Ж)
поверхности минералов, модифицированных собирателем

Материалы и необходимое оборудование
для выполнения лабораторной работы
‒
‒
‒
‒
‒
‒
‒
‒
‒

шлифы минералов (пирит, кварц, и т. д.);
камера-микроскоп с источником света;
стенд для минералов, регулируемый по высоте;
пузырьковый уровень;
дозаторы с наконечниками;
сукно и чистая сухая ткань;
дистиллированная вода;
растворы ПАВ с различными концентрациями;
растворы ксантогената натрия в растворе щелочи (pH = 8–10).
75

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Методика выполнения лабораторной работы
1. Отполировать сукном шлифы минералов, обезжирить их спиртом.
2. Установить шлифы минералов на стенд установки для измере‑
ния краевых углов смачивания (рис. 29) (подготовленную поверхность
не трогать руками), с помощью пузырькового уровня удостовериться
в горизонтальности поверхности минерала.
Дозатор
Шлиф минерала

Камера-микроскоп
с источником света

Регулируемый
стенд

Рис. 29. Схема установки для определения
краевых углов смачивания

3. Подключить камеру с источником света, настроить фокус изо‑
бражения на поверхности минерала.
4. С помощью дозатора нанести каплю дистиллированной воды
на поверхность шлифа.
5. Через 1–2 мин сделать фотоснимок профиля капли.
6. Аккуратно снять каплю с поверхности шлифа и протереть его
спиртом.
7. После высыхания спирта нанести дозатором каплю раствора по‑
верхностно-активного вещества, через 1–2 мин сделать фотоснимок.
8. По указанию преподавателя повторить процедуру измерения
краевых углов смачивания минералов растворами ПАВ.
9. Отполировать поверхность минералов сукном, обезжирить спир‑
том, нанести на всю зашлифованную поверхность минералов раствор
ксантогената, оставить на 5–10 мин, после чего аккуратно промокнуть
поверхность минералов сухой тканью и оставить шлифы до полного
высыхания.
10. Последовательно нанести на поверхность шлифов минералов
капли воды и ПАВ, делая фотоснимки их профилей.
76

6. Определение краевых углов смачивания минералов

11. После проведения всех измерений тщательно промыть шли‑
фы водой, отполировать их поверхность сукном и протереть спиртом.
12. Разобрать установку для измерения краевых углов.
13. Промыть наконечники дозаторов, прибрать рабочее место.
Обработка экспериментальных данных
1. Полученные фотоизображения профиля капель открыть в гра‑
фическом редакторе MS Paint (или в аналогичной программе), с по‑
мощью функции выделения определить высоту (h) и диаметр (d) кап‑
ли в нижней ее части (рис. 30). Рассчитать cosθ по формуле
cos

(d 2 / 2)2 h2
.
(d 2 / 2)2 h2

(24)

h
d

Рис. 30. Определение краевых углов смачивания
по высоте и диаметру капли

2. Определить краевой угол смачивания θ по величине cosθ. Полу‑
ченные данные свести в табл. 18.
Таблица 18
Краевые углы смачивания минералов
СПАВ, мг/л

Минерал 1 Минерал 2

Модифицирован‑ Модифицирован‑
ный минерал 1
ный минерал 2

0
5
10
20
…
77

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

3. По результатам проведенных экспериментов сделать выводы
о влиянии ПАВ, их концентрации и модификации поверхности со‑
бирателями на смачиваемость минералов.
Контрольные вопросы для допуска
к лабораторной работе № 6
1. В чем заключается отличие гидрофильных и гидрофобных ми‑
нералов?
2. Каким образом определяют краевые углы смачивания твердых тел?
3. Что такое работа адгезии и работа когезии?
4. Какие силы действуют на межфазной поверхности «твердое
тело — жидкость — газ»?

7. Изучение влияния флотореагентов
на прикрепление минералов
к пузырькам воздуха

Цель работы — познакомиться с методами оценки взаимодействия
минералов с пузырьками воздуха, а также установить влияние реаген‑
тов на эти процессы.
Структура и стабильность пены при флотации определяют качество
получаемых концентратов и степень извлечения ценных компонен‑
тов. Такие параметры, как гидрофобность, гранулометрический состав
руды, количество и тип пенообразователя и собирателя, температура,
pH и наличие растворенных ионов, оказывают влияние на структуру
и стабильность пены. Флотация представляет собой процесс переноса
(транспорта) минералов на пузырьке воздуха из объема пульпы в пену
(концентрат). Минеральная нагрузка на пузырьке показывает эффек‑
тивность массопереноса частиц минералов на одном пузырьке и мо‑
жет выражаться в миллиграммах материала, перенесенного одним пу‑
зырьком или единицей поверхности пузырьков.
Основным актом флотации называют процесс образования мине‑
рализованных пузырьков. Возникновение агрегата, состоящего из од‑
ного пузырька и одной частицы минерала, называют элементарным
актом флотации.
Ранее считалось, что прилипание частиц минералов к пузырькам обя‑
зательно сопровождается образованием трехфазного периметра смачива‑
ния и определяется величиной краевого угла. Однако, согласно современ‑
ным воззрениям, частицы также могут закрепляться на пузырьке за счет
дальнодействующих поверхностных сил (например, сил Лондона — сил
Ван-дер-Ваальса).
79

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Процесс флотации может быть описан следующими этапами
(рис. 31):
1) взаимодействие частиц минералов с реагентами;
2) столкновение частиц с пузырьками воздуха и закрепление на них;
3) массоперенос минералов на поверхности пузырьков в пену.

Столкновение

Прикрепление

Массоперенос

Рис. 31. Этапы флотации минералов

Среди основных факторов, влияющих на прилипание частицы к пу‑
зырьку воздуха, выделяют гидродинамические (скорость потока, фор‑
ма и размер частиц, пузырьков воздуха) и физико-химические ха‑
рактеристики поверхности частиц. Оценка вероятности прилипания
достаточно сложна, а предложенные для ее расчета формулы услов‑
ны. Тем не менее существует связь химического состава поверхности
минералов с характеристиками их смачивания. Гидрофобные свой‑
ства поверхности минералов вносят наибольший вклад в минерали‑
зацию пузырьков воздуха.
На практике гидрофобные свойства поверхности минералов уси‑
ливают добавлением собирателей (коллекторов). Закрепление соби‑
рателей на поверхности сульфидных минералов заменяет связи мине‑
рала с диполями воды на связи минерала с ионами или молекулами
реагента-собирателя.
В составе собирателя имеются солидофильные группы, углеводо‑
родный радикал и негидрофобизирующий ион (рис. 32). Например,
в бутиловом ксантогенате калия солидофильной группой является
группа –OCS2, с помощью которой собиратель закрепляется на по‑
верхности минерала.
Солидофильная группа определяет избирательность действия, хими‑
ческую активность и прочность закрепления собирателя на минерале,
образует химические связи между анионами собирателя и минералом.
80

7. Изучение влияния флотореагентов на прикрепление минералов

Рис. 32. Молекула бутилового ксантогената калия
и роль ее структурных элементов

Углеводородный радикал также отвечает за селективность флота‑
ции. Длина углеводородной цепи оказывает значительное влияние
на гидрофобизирующее действие. Известно, что каждое звено цепи
(CH3 или CH2) снижает растворимость молекулы в воде в 4,25 раза,
что связано с энергией дисперсионного притяжения контактирую‑
щих (по длине) углеводородных цепей, возрастающего по мере удли‑
нения этих цепей.
Установлено, что чем длиннее углеводородные цепи молекул со‑
бирателя, тем устойчивее к воде адсорбционный слой собирателя
на минерале и выше гидрофобизационный эффект. Согласно экспе‑
риментальным данным (рис. 33), для достижения 80 %-го извлечения
в концентрат галенита (PbS) расход ксантогената снижается с увеличе‑
нием длины углеводородного радикала на одно звено (от метилового,
к этиловому, пропиловому, бутиловому и амиловому ксантогенату).
Таким образом, эффективность собирательного действия возрастает
с каждым звеном CH2, но чем дальше, тем в меньшей степени [16–18].
Рассмотрим методы изучения закрепления частиц минералов на по‑
верхности пузырьков воздуха.
Самым простым в исполнении является «нулевой» метод оценки
прилипания частиц минералов к пузырькам воздуха. «Нулевой» метод
позволяет установить характер взаимодействия реагентов с поверхно‑
стью минерала. В кювете к шлифу минерала подводят пузырек воздуха
с помощью дозатора и регистрируют отсутствие или присутствие его
прилипания к минералу (рис. 34). После этого в кювету подают собира‑
тель до концентрации, при которой происходит прилипание. Затем ме‑
няют pH раствора до тех пор, пока прилипание не прекратится. После
этого можно увеличить концентрацию собирателя до возобновления
81

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

акта прилипания. Продолжая опыт таким образом, можно построить
линию разделения областей прилипания пузырька к данному минера‑
лу и неприлипания. Если такую же кривую построить для второго ми‑
нерала, то область между двумя кривыми будет соответствовать расхо‑
ду реагентов, при котором можно флотацией разделить эти минералы.

Рис. 33. Влияние длины аниона ксантогената
на его расход, обеспечивающий извлечение 80 % галенита
Шприц с иглой

Пузырек воздуха

Минерал
Кювета

Рис. 34. Установка для «нулевого» метода оценки
прилипания пузырька воздуха к минералу
82

7. Изучение влияния флотореагентов на прикрепление минералов

Оценка влияния типа собирателя, химического состава раствора
на кинетику минерализации пузырька воздуха может так же осущест‑
вляться исследованием закрепления минеральных зерен на стацио‑
нарно закрепленном пузырьке воздуха в перемешиваемой суспензии
(рис. 35). Оценивают минеральную нагрузку пузырька воздуха с по‑
мощью его фотофиксации и расчета сегмента минеральной нагрузки
на пузырьке воздуха. Устанавливают площадь шарового сегмента ми‑
неральной нагрузки относительно всей площади пузырька.

Игла шприца
Пузырек воздуха

Суспензия

«Якорек» магнитной
мешалки

Рис. 35. Установка для оценки минеральной нагрузки

Площадь шарового сегмента (мм2) вычисляют по формуле:
S s 2 Rs H s ,

(25)

где HS — высота шарового сегмента, мм; RS — радиус шарового сег‑
мента, мм.
Высоту шарового сегмента (мм) минеральной нагрузки определя‑
ют по формуле:
H s Rb Rb2 Rs2 ,

(26)

где Rb — радиус пузырька воздуха, мм.
Далее оценивают относительную площадь сегмента минеральной
нагрузки по формуле:
S

Ss
100�% .
Sb

(27)
83

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

В настоящей лабораторной работе описана методика проведения
оценки прилипания пузырька воздуха к минералу по «нулевому» методу.
Материалы и необходимое оборудование
для выполнения лабораторной работы
‒
‒
‒
‒
‒
‒
‒
‒
‒

шлифы минералов (пирит, кварц и т. д.);
камера-микроскоп с источником света;
стеклянная кювета для минералов;
регулируемый по высоте стенд для минералов;
пузырьковый уровень;
шприц с иглой;
сукно и чистая сухая ткань;
дистиллированная вода;
растворы ксантогената калия в растворе щелочи (pH = 8–10).
Методика выполнения лабораторной работы

1. Отполировать сукном шлифы минералов, обезжирить их спиртом.
2. Установить шлифы минералов в кювету, установить кювету
на стенд установки для измерения краевых углов смачивания (рис. 34),
с помощью пузырькового уровня удостовериться в горизонтальности
поверхности минералов и кюветы.
3. Аккуратно залить в кювету дистиллированную воду.
4. Подключить камеру с источником света, настроить фокус изо‑
бражения на поверхности минерала.
5. Выдержать минералы в воде в течение 5–10 мин.
6. С помощью шприца нанести пузырек воздуха на поверхность
шлифов.
7. Через 1–2 мин сделать фотоснимок профиля пузырька воздуха.
8. Аккуратно слить из кюветы воду.
9. Протереть кювету и минерал чистой салфеткой, поместить ми‑
нерал в кювету.
10. Повторить эксперимент, заливая в кювету растворы ксантоге‑
ната по указанию преподавателя.
11. После проведения всех измерений тщательно промыть кювету
и шлифы водой, отполировать поверхность минералов сукном и про‑
тереть спиртом.
12. Разобрать установку для измерения краевых углов.
13. Промыть шприц, прибрать рабочее место.
84

7. Изучение влияния флотореагентов на прикрепление минералов

Обработка экспериментальных данных
1. Полученные фотоизображения профиля пузырьков воздуха от‑
крыть в графическом редакторе MS Paint (или в аналогичной програм‑
ме), с помощью функции выделения определить высоту (h) и диаметр
(d) пузыря в нижней его части (рис. 36).

h
h
d

Рис. 36. Определение краевых углов смачивания
по высоте и диаметру пузырька воздуха

2. Краевой угол смачивания θ обычно отсчитывают в сторону бо‑
лее полярной среды, в данном случае — водного раствора. Рассчитан‑
ный по формуле (28) краевой угол θ’ определяет смачиваемость мине‑
рала воздушным пузырьком. Определение краевого угла смачивания
минерала водным раствором осуществляется по разности θ = 180°– θ’:
cos '

(d 2 / 2)2 h2
.
(d 2 / 2)2 h2

(28)

Определение работы адгезии пузырька к поверхности минерала
возможно с помощью формулы (29):
Waвозд. = σЖГ ∙ (1 — cos θ).

(29)

3. Полученные данные необходимо свести в табл. 19.
Таблица 19
Значения краевых углов смачивания в системе «воздух — минерал — раствор»
и работы адгезии воздуха к поверхности минералов
Сксантогената, мг/л

θ’

Минерал 1
θ’’
Wавозд.

θ’

Минерал 2
θ’’
Wавозд.

0
5
85

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Окончание табл. 19
Сксантогената, мг/л

Минерал 1
θ’

θ’’

Минерал 2
Wавозд.

θ’

θ’’

Wавозд.

20
…

4. По результатам проведенных экспериментов сделать выводы
о влиянии собирателей и их концентрации на закрепление пузырь‑
ков воздуха к минералу.
Контрольные вопросы для допуска
к лабораторной работе № 7
1. Что такое минерализация пузырька воздуха?
2. Что такое элементарный акт флотации?
3. Какие факторы влияют на степень минерализации пузырька
воздуха?
4. Из каких структурных элементов состоит молекула собирателя
и какова роль каждого элемента?
5. Какими методами возможно изучение прикрепления минера‑
ла к пузырьку воздуха?

8. Коллективная флотация
медно-цинковой руды

Цель работы — знакомство с процессом пенной флотации суль‑
фидных руд, получение коллективного медно-цинкового концентрата.
Процесс флотации в настоящее время применяется для обогащения
порядка 95 % руд цветных металлов. Разделение минералов в процессе
флотации происходит за счет различной смачиваемости минеральных
зерен — как правило, сульфидные минералы относятся к категории ги‑
дрофобных (плохо смачиваемых), а окисленные минералы — гидро‑
фильных (хорошо смачиваемых). Используя это различие, а также то,
что смачиваемость отдельных минералов можно менять в ту или иную
сторону с помощью различных химических веществ (флотореагентов),
флотация позволяет не просто извлекать ценные компоненты из слож‑
ных, тонковкрапленных руд цветных металлов, но и селективно вы‑
водить минералы различных металлов в самостоятельные концентра‑
ты. Таким образом, при обогащении полиметаллических руд можно
получить 2–3 отдельных концентрата (например, медный, цинковый,
свинцовый). К категории полиметаллических руд относится большин‑
ство руд цветных металлов.
Сульфидные медно-цинковые руды составляют основу сырьевой
базы уральских предприятий медной и цинковой промышленности.
Флотация является эффективным способом обогащения подобных руд,
позволяющим получить медный концентрат с содержанием меди 20–
30 % и цинковый концентрат с содержанием цинка 45 % и выше. Вместе
с тем, обогащение Cu–Zn руд затрудняется следующими факторами:
‒ руды являются тонковкрапленными, поэтому для вскрытия ми‑
нералов и получения высоких показателей флотации необходимо из‑
мельчение руды до крупности порядка 90 % класса –0,074 мм;
87

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

‒ минералы меди и цинка в рудах тесно сращиваются между собой,
что затрудняет их разделение даже при такой степени измельчения; имен‑
но сростки минералов приводят к тому, что при флотации медно-цин‑
ковых руд образуется большое количество промпродуктов, переработка
которых сложна. Доизмельчение промпродуктов с целью разрушения
сростков приводит к росту энергозатрат и переизмельчению материала;
‒ содержание меди и цинка в рудах составляет порядка 0,5–1,0 Cu
и 1–2 % Zn и постоянно снижается. Поэтому получение кондицион‑
ных концентратов требует применения сложных схем флотации и осо‑
бого реагентного режима на каждой операции схемы;
‒ медно-цинковые руды отличает большое разнообразие веще‑
ственного состава. Основные сульфидные минералы, входящие в со‑
став медно-цинковых руд: сфалерит ZnS; халькопирит CuFeS2; пирит
FeS2. При этом пирит является основным сульфидным минералом —
его доля в общем количестве сульфидов руды может достигать 90 %.
Сульфидные минералы меди, железа и активированный ионами
меди сульфид цинка имеют довольно близкие флотационные свойства,
которые существенно отличаются от флотационных свойств минера‑
лов пустой породы, поэтому одна из самых распространенных схем
флотации для таких руд — коллективно-селективная схема, применя‑
емая на многих обогатительных фабриках Урала (рис. 37).

Исходная руда
↓
Коллективная флотация
↓
↓
Коллективный концентрат
Хвосты
↓
Селективная флотация
↓
↓
Концентрат 1
Концентрат 2
(пенный продукт)

(донный продукт)

Рис. 37. Коллективно-селективная схема
флотации Cu–Zn руды

8. Коллективная флотация медно-цинковой руды

В процессе флотации применяют ряд химических веществ — фло‑
тореагентов, которые подразделяют на группы по их роли в техноло‑
гическом процессе:
‒ собиратели (коллекторы) — органические соединения, которые
снижают смачиваемость минералов (т. е. повышают их гидрофобиза‑
цию). Молекулы или ионы собирателя закрепляются на поверхности
отдельных минералов. Для флотации сульфидных руд наиболее широ‑
ко применяют ионогенные (т. е. диссоциирующие на ионы) анионные
(на минерале закрепляется анион) сульфгидрильные (на основе двух‑
валентной серы) собиратели, которые взаимодействуют с минералами
на основе химической адсорбции. Наиболее часто в качестве собира‑
телей применяют различные ксантогенаты — соли ксантогеновых кис‑
лот, т. к. тяжелые цветные металлы имеют высокое химическое срод‑
ство с серой, а ксантогенаты тяжелых цветных металлов отличаются
низкой растворимостью. Самым распространенным собирателем яв‑
ляется ксантогенат калия ROCSSK, где R — углеводородный радикал.
Ксантогенаты щелочных металлов — кристаллические порошки жел‑
товато-белого цвета с характерным неприятным запахом. Хорошая
растворимость их в воде допускает точную дозировку и равномерное
распределение собирателя в объеме растворов и пульп. Ксантогенаты
обычно применяются при флотации в виде 1–10 % водных растворов.
Расход ксантогената зависит от минерального состава руды и назна‑
чении стадии и может варьироваться от 5 до 300 г/т руды;
‒ активаторы — реагенты, которые способствуют закреплению
ионов собирателя на поверхности определенных минералов. В слу‑
чае коллективной флотации медно-цинковой руды необходимо ак‑
тивировать сфалерит ZnS, чтобы увеличить его флотационную ак‑
тивность. Для активации используют раствор сульфата меди (медный
купорос), т. к. катион меди образует с собирателем более труднора‑
створимые соединения, чем катион цинка. При добавлении во фло‑
тационную пульпу раствора CuSО4 поверхность сфалерита ZnS по‑
крывается тонкой пленкой CuS, на которой и закрепляются ионы
ксантогената калия;
‒ пенообразователи (вспениватели) — поверхностно-активные ве‑
щества (органические спирты, сосновое масло и др.), которые адсор‑
бируются на поверхности раздела «вода — воздух», препятствуют слия‑
нию (коалесценции) воздушных пузырьков друг с другом и повышают

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

устойчивость флотационной пены. Расход соснового масла составля‑
ет 0,03–0,1 кг/т руды;
‒ депрессоры (подавители) — реагенты, которые препятству‑
ют закреплению ионов собирателя на поверхности определенных
минералов. Как правило, это неорганические вещества. Для пири‑
та депрессором является известь, т. к. при добавке извести в пульпу
и рН > 8 на поверхности пирита образуется пленка Fe (OH)3 и адсор‑
бируются ионы кальция в виде гипса, при этом происходит вытесне‑
ние собирателя с поверхности пирита, что позволяет при флотации
колчеданных руд вывести большую часть пирита в хвосты;
‒ регуляторы среды — неорганические вещества (кислоты, щелочи
и т. п.), меняющие рН пульпы и создающие среду, благоприятную для
флотации одних минералов и неблагоприятную для других. Как пра‑
вило, флотацию сульфидных руд ведут в щелочной среде, основным
регулятором в этом случае является известь в виде известкового мо‑
лока Са(ОН)2, расход извести может составлять до 1,5 кг на тонну ис‑
ходной руды [8; 15].
В ходе настоящей работы необходимо провести коллективную фло‑
тацию с получением медно-цинкового концентрата.
Материалы и необходимое оборудование
для выполнения лабораторной работы
‒ медно-цинковая руда крупностью –5 мм с известным химиче‑
ским составом;
‒ электронные весы;
‒ лабораторная стержневая мельница и лабораторный рольганг
(рис. 6);
‒ растворы флотореагентов (вспениватели — сосновое масло,
Т–66 или Т–80; регулятор среды — известковое молоко);
‒ мерный стакан;
‒ химические реагенты (бутиловый ксантогенат калия; сода; суль‑
фат меди);
‒ совок для отбора проб;
‒ машина флотационная 189 ФЛ (рис. 10);
‒ шприцы для дозирования реагентов;
‒ установка для фильтрования под вакуумом (рис. 13);
‒ фильтровальная бумага «белая лента»;
‒ чашки для взвешивания проб и сбора флотационной пены.
90

8. Коллективная флотация медно-цинковой руды

Методика выполнения лабораторной работы
1. Взять навеску исходной медно-цинковой руды массой 100 г.
2. В стержневую мельницу загрузить стержни, засыпать навеску
руды, добавить воду (Ж:Т = 1:1), добавить 2–3 г соды для снятия с по‑
верхности минералов окисленных пленок. Плотно закрыть мельни‑
цу крышкой, перевернуть вверх дном, чтобы убедиться в ее герметич‑
ности.
3. Мельницу поместить на лабораторный рольганг (см. Лабора‑
торную работу № 3) и провести измельчение руды в течение 25 мин.
4. Приготовить растворы флотореагентов: 1 %-ый раствор бути‑
лового ксантогената калия; раствор сульфата меди с концентрацией
10 г/дм 3 Cu; известковое молоко Са(ОН)2.
5. Рассчитать необходимый расход реагентов на флотацию навески
руды массой 100 г, если на стадии коллективной флотации для акти‑
вации сфалерита расход CuSO4 составляет порядка 100 грамм на тон‑
ну исходной руды (расход ксантогената 150 г/т).
6. После окончания измельчения аккуратно извлечь из мельницы
стержни, смыть пульпу со стержней в приемный стакан при помощи
промывалки. В этот же стакан тщательно слить пульпу из мельницы,
смыв пульпу со стенок и дна мельницы промывалкой. Следить за об‑
щим расходом промывной воды — он не должен превышать 300 мл.
7. Выбрать камеру флотомашины объемом 0,5 л. Залить пульпу
в камеру, установить камеру во флотомашину, включить импеллер без
подачи воздуха для перемешивания пульпы.
8. Если уровень пульпы в камере низкий, добавить воду с таким
расчетом, чтобы лопатка пеногона касалась уровня пульпы.
9. Установить под камерой флотомашины приемную емкость для
сбора флотационной пены.
10. При помощи шприцов добавить в пульпу необходимые флото‑
реагенты: сначала регулятор среды Са(ОН)2 до рН пульпы 12 (контроль
величины рН проводить с помощью лакмусовой бумаги), затем акти‑
ватор CuSO4, потом собиратель (ксантогенат); последним — вспени‑
ватель (сосновое масло). Каждый реагент дозировать своим шприцем.
11. Перемешивание пульпы с реагентами проводить без подачи
воздуха.
12. Через 1–2 мин включить подачу воздуха.
13. При появлении на поверхности пульпы минерализованной пены
включить пеногон, следить за сбором пены в приемную емкость. Если
91

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

при снятии пены уровень пульпы снижается, добавить в камеру флотома‑
шины воду с рН = 12 (как у флотационной пульпы) до прежнего уровня.
14. Окончание флотации определить по изменению цвета пены:
из минерализованной она становится белой (пустой).
15. После завершения флотации остановить подачу воздуха, от‑
ключить флотомашину, снять камеру с оставшейся пульпой (камер‑
ным продуктом — хвостами).
16. Оставшуюся в камере флотомашины пульпу слить в специаль‑
ную тару (не в канализацию!), дальнейшую работу вести только с пен‑
ным продуктом (концентратом).
17. Пенный продукт (концентрат), собранный в приемную ем‑
кость, отфильтровать на вакуумной фильтрационной установке, по‑
лученный кек высушить в сушильном шкафу при температуре 105 °C
до постоянной массы.
18. Взвесить сухой концентрат, записать массу (mконц). Упаковать
в пакет для проб, на котором написать дату, номер группы, номер бри‑
гады, анализируемые металлы (Cu и Zn) и отдать преподавателю для
химического анализа.
19. После получения результатов химического анализа рассчитать
показатели обогащения, составить таблицу технологического баланса
получения коллективного концентрата.
20. Прибрать рабочее место, вымыть камеру флотомашины, чаш‑
ки и т. д.
Обработка экспериментальных данных
1. Рассчитать выход полученного коллективного концентрата
по формуле
конц �

(mконц · 100)
М исх . руды �

, %,

(30)

где mконц — масса сухого коллективного концентрата, г; Mисх. руды — мас‑
са навески исходной руды, г.
Выход хвостов обогащения составит
γхв = 100 % — γконц, %.
Масса хвостов обогащения составит
92

(31)

8. Коллективная флотация медно-цинковой руды

Mхв = Мисх.руды — mконц, г.

(32)

2. После получения результатов химического анализа коллектив‑
ного концентрата рассчитать извлечение в концентрат меди
Cu
кон

конц

· Cu · 100

М исх . руды · Cu

, %,

(33)

где mконц — масса сухого коллективного концентрата, г; βCu — содержа‑
ние меди в концентрате, %; Mисх. руды — масса навески исходной руды, г;
αCu — содержание меди в исходной руде, %.
Извлечение меди в хвосты коллективной флотации
(34)

Cu
� Cu
хв 100�%
конц , %.

Содержание меди в хвостах коллективной флотации
Cu �

M исх. руды � · Cu
� �
хв · Cu

, %.

(35)

, %,

(36)

100 mхв

Извлечение в концентрат цинка
Zn
конц

конц

· Zn · 100

М исх . руды � · Zn

где mконц — масса сухого коллективного концентрата, г; βZn — содержа‑
ние цинка в концентрате, %; Mисх. руды — масса навески исходной руды, г;
αZn — содержание цинка в исходной руде, %.
Извлечение цинка в хвосты коллективной флотации
Zn
� Zn
хв 100�%
конц , %.

(37)

Содержание цинка в хвостах коллективной флотации
Zn

M исх. руды � · Zn
� �
хв · Zn
100 mхв

, %.

(38)

3. По полученным данным составить таблицу технологического
баланса (табл. 20).
93

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Таблица 20
Технологический баланс коллективной флотации медно-цинковой руды
Продукт
Коллек‑
тивный
концентрат

Медь
Вы‑
Масса, г
ход, % содержа‑ извлече‑
ние, %
ние, %

Цинк
содержа‑ извлече‑
ние, %
ние, %

mконц

γконц

βCu

εCu
конц

βZn

εZn
конц

Хвосты

mхв

γхв

θCu

εCu
хв

θZn

εZn
хв

Итого

mк + mхв

100

—

100

—

100

Мисх.р

100

αCu

100

αZn

100

Исходная
руда

4. По результатам проведенных экспериментов сделать выводы
о технологических показателях процесса флотации и качестве кол‑
лективного концентрата.
Контрольные вопросы для допуска
к лабораторной работе № 8
1. Перечислите группы флотационных реагентов и назначение ка‑
ждой группы.
2. В чем сложности флотационного обогащения медно-цинко‑
вых руд?
3. Какая схема флотации широко применяется при обогащении
медно-цинковых руд?
4. Какой порядок подачи реагентов во флотомашину?
5. Перечислите основные минералы меди и цинка, входящие в со‑
став медно-цинковых руд.

9. Обогащение сульфидных
золотосодержащих руд

Цель работы — знакомство с флотационным методом обогащения
сульфидных золотосодержащих руд. Получение хвостов флотации
с минимальным содержанием золота.
Коренные месторождения золота, относящиеся к сульфидно-зо‑
лоторудным, содержат большое количество сульфидных минералов,
основным из которых является пирит FeS2. Содержание пирита в та‑
ких рудах колеблется от 15 до 50 %, содержание золота составляет
от 0,05 до 50 г/т и выше. Золото в рудах тонковкрапленное и может
находиться как в самородной форме, так и в виде твердых растворов
с пиритом и другими сульфидами. Выделить золото, тесно связанное
с пиритом, из подобного сырья сложно, и извлечение золота в концен‑
трат при флотационном обогащении определяется массой пирита, пе‑
реведенного из руды в концентрат. Часто основной задачей на первом
этапе флотации является получение отвальных хвостов с минимально
возможным содержанием золота.
Флотируемость золота, связанного с пиритом, зависит от флоти‑
руемости самого пирита, поэтому при обогащении подобных руд под‑
бирают реагенты, которые не оказывают депрессирующего действия
на FeS2. Пирит хорошо флотируется сульфгидрильными собирателями,
например ксантогенатами, но количество сорбированного ксантогена‑
та зависит от степени окисления пирита и pH среды: для улучшения за‑
крепления ксантогената на поверхности пирита необходимо очистить
поверхность зерен от окисленных пленок, а при pH > 8 (щелочная сре‑
да) закрепление ксантогената на поверхности пирита ухудшается.
Щелочная среда негативно сказывается и на флотации свобод‑
ного золота — при добавке извести флотационная активность золота
95

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

подавляется, как и флотационная активность пирита (известь в дан‑
ном случае будет депрессором для этих минералов), более слабое де‑
прессирующее действие оказывают сода и щелочь (NaOH). Оптималь‑
ным значением рН для флотации пирита и золота является диапазон
4,8–5,0 [10; 15].
При проведении лабораторной работы необходимо на стадии из‑
мельчения снять окисленные пленки с поверхности зерен пирита.
Поскольку измельчение происходит в стальных мельницах, исполь‑
зовать для этих целей растворы серной кислоты нежелательно. Поэто‑
му очистку поверхности пирита необходимо проводить путем добавки
в мельницу небольшого количества кальцинированной соды, а регу‑
лирование рН до нужного значения проводить непосредственно при
флотации раствором серной кислоты.
Материалы и необходимое оборудование
для выполнения лабораторной работы
‒ сульфидная золотосодержащая руда фракция (–20 мм). Состав
руды по основным компонентам: 2 г/т Au; 4–6 % FeS2; SiO2; Al2O3; по‑
левошпатные минералы и т. д.;
‒ электронные весы;
‒ лабораторная стержневая мельница и лабораторный рольганг
(рис. 6);
‒ кальцинированная сода Na2CO3;
‒ растворы флотореагентов (вспениватели — сосновое масло,
Т–66 или Т–80; собиратель — бутиловый ксантогенат калия; регулятор
среды — раствор серной кислоты с концентрацией 100 г/дм 3 H2SO4);
‒ мерный стакан;
‒ совок для отбора проб;
‒ машина флотационная;
‒ шприцы для дозирования реагентов;
‒ установка для фильтрования под вакуумом (рис. 13);
‒ фильтровальная бумага «белая лента»;
‒ чашки для взвешивания проб и сбора флотационной пены.
Методика выполнения лабораторной работы
1. Взять навеску исходной руды массой 150 г.
2. В стержневую мельницу загрузить стержни, засыпать наве‑
ску руды, добавить воду (Ж:Т = 1:1), добавить 1–2 г соды для снятия
96

9. Обогащение сульфидных золотосодержащих руд

с поверхности пирита окисленных пленок. Плотно закрыть мельни‑
цу крышкой, перевернуть вверх дном, чтобы убедиться в ее герметич‑
ности.
3. Мельницу поместить на лабораторный рольганг и провести из‑
мельчение руды в течение 25–30 мин.
4. Пока происходит измельчение, приготовить раствор собирате‑
ля — бутилового ксантогената калия (БКК). Для этого взвесить на ча‑
совом стекле на аналитических весах 0,25 г БКК, перенести навеску
в чистую коническую колбу объемом 100 мл, залить в колбу дистил‑
лированную воду (50 мл). Перемешать раствор до полного растворе‑
ния ксантогената, заткнуть колбу резиновой пробкой.
5. После окончания измельчения аккуратно извлечь из мельницы
стержни, смыть пульпу со стержней в приемный стакан при помощи
промывалки. В этот же стакан тщательно слить пульпу из мельницы,
смыв пульпу со стенок и дна мельницы.
6. Выбрать камеру флотомашины объемом 1 л. Залить пульпу в ка‑
меру, установить камеру во флотомашину, включить импеллер без по‑
дачи воздуха для перемешивания пульпы.
7. Если уровень пульпы в камере низкий, добавить воду с таким
расчетом, чтобы лопатка пеногона касалась уровня пульпы.
8. Установить под камерой флотомашины приемную емкость для
пены.
9. С помощью пипетки по каплям добавлять в пульпу раствор сер‑
ной кислоты до достижения рН на уровне 5. Контроль рН проводить
при помощи лакмусовой бумаги.
10. После достижения необходимого значения рН с помощью
шприца добавить в пульпу собиратель — 1 мл ксантогената калия.
11. Перемешивание пульпы с реагентом проводить без подачи воз‑
духа в течение 1–2 мин.
12. С помощью шприца добавить в пульпу 1–2 капли вспенивателя.
13. Через 1 мин включить подачу воздуха.
14. При появлении на поверхности пульпы минерализованной
пены включить пеногон, следить за сбором пены в приемную емкость.
Если при снятии пены уровень пульпы снижается, добавить в камеру
флотомашины воду до прежнего уровня.
15. Если цвет пульпы начинает светлеть, добавить еще 1–2 мл со‑
бирателя.
16. Окончание флотации определить по окончательному измене‑
нию цвета пены: из минерализованной она становится белой (пустой).
97

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

17. После завершения флотации остановить подачу воздуха, от‑
ключить флотомашину, снять камеру с оставшейся пульпой (камер‑
ным продуктом — хвостами).
18. Пульпу из камеры флотомашины (хвосты флотации) отфиль‑
тровать на лабораторной вакуум-установке; полученный кек высушить
в сушильном шкафу при температуре 105 °С до постоянной массы.
19. Взвесить сухие хвосты, записать массу (mхв). Упаковать в па‑
кет для проб, на котором должны быть указаны дата, номер группы,
номер бригады, анализируемый металл (Au), и отдать преподавателю
для химического анализа.
20. После получения результатов химического анализа рассчитать
показатели обогащения.
21. Убрать рабочее место, вымыть камеру флотомашины, чашки и т. д.
Обработка экспериментальных данных
1. Рассчитать массу золота в навеске исходной руды
Au
mисх.
руда

М исх. руды 2
1000
� � 000

�,

(39)

где Mисх. руды — масса навески исходной руды, г; 2 — масса золота
в 1 тонне исходной руды, г; 1 000 000 – 1 тонна или 1000 000 грамм.
2. Рассчитать выход полученных хвостов по формуле
хв �

(mхв · 100 �%)
, �%,
М исх . руды �

(40)

где mхв — масса сухих хвостов флотации, г; Mисх. руды — масса навески
исходной руды, г.
Выход концентрата составит
γконц = 100 % — γх в, %.

(41)

Масса концентрата составит
mконц = Mисх. руды — mх в, г.

(42)

3. Содержание золота определяется в граммах на тонну материала
(г/т). После получения результатов химического анализа хвостов рас‑
считать массу золота в хвостах обогащения
98

9. Обогащение сульфидных золотосодержащих руд

mхвAu

mхв
, г/т,
1000
� � 000

(43)

где θ — содержание золота в хвостах, г/т.
4. Рассчитать извлечение золота в хвосты
Au

хв

mхвAu · 100%
,� %,
Au
mисх.
руда

(44)

Au
Au
где m� хв
– масса золота в хвостах, г/т; m� исх.
руда – масса золота в наве‑
ске исходной руды, г/т.
Извлечение золота в концентрат
Au
Au
εконц
= 100 % — ε хв
, %.

(45)

Масса золота, перешедшего в концентрат
Au
Au
Au
mконц
mисх.
руда � � mхв , г.

Содержание золота в концентрате

Au
1000 � 000
� · mконц

mконц

(46)

,� г/т.

5. По полученным данным составить таблицу технологического
баланса (табл. 21).
Таблица 21
Технологический баланс флотации золотосодержащей сульфидной руды
Au
Продукт
Золотосодер‑
жащий кон‑
центрат

Масса, г Выход, % содержание,
масса, г
г/т

извлече‑
ние, %

mконц

γконц

Au
mконц

Au
εконц

Хвосты

mхв

γхв

mхвAu

Au
ε хв

Итого

mк + mхв

100

—

Au
mконц
+ mхвAu

100

Мисх. р

100

Au
mисх.
руда

100

Исходная руда

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

6. Сделать выводы о технологических показателях процесса фло‑
тации, качестве полученного концентрата и хвостов.
Контрольные вопросы для допуска
к лабораторной работе № 9
1.
2.
3.
4.
5.

100

В чем особенность присутствия золота в сульфидных рудах?
В какой среде ведут флотацию золотосодержащих пиритных руд?
Какие реагенты используют для флотации?
Какой показатель определяет эффективность процесса флотации?
В состав каких минералов входит золото?

10. Комбинированный метод
обогащения медных руд
«выщелачивание —
цементация — флотация»

Цель работы — знакомство с процессом обогащения смешанных
медных руд комбинированным методом «выщелачивание — цемен‑
тация — флотация».
Процесс флотации позволяет эффективно обогащать сульфидные
руды, но для смешанных руд целесообразнее применять комбиниро‑
ванные методы обогащения. Смешанные медные руды наряду с суль‑
фидами меди (халькопиритом, борнитом, ковеллином и пр.) содержат
окисленные минералы меди (малахит Cu2CO3 (OH)2; азурит Cu3CO3
(OH)2; куприт Cu2O; тенорит CuO и др.). Флотационная способность
этих минералов низкая, поэтому для обогащения подобных руд ис‑
пользуют комбинированные методы. Одним из самых распространен‑
ных из них стал метод В. Я. Мостовича, который сокращенно называ‑
ют ВЦФ (выщелачивание — цементация — флотация).
На первом этапе измельченную медную руду выщелачивают раство‑
ром серной кислоты с концентрацией 5–25 г/дм 3 H2SO4. Расход сер‑
ной кислоты на выщелачивание зависит от содержания оксидов в руде
и может составлять до 30 кг на тонну перерабатываемой руды. Продол‑
жительность процесса выщелачивания тонкоизмельченных руд про‑
должается не более 60 мин. Окисленные медные минералы растворя‑
ются, и медь переходит в раствор в виде CuSO4 по реакциям:
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O

101

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Cu2O + 2H2SO4 +

1
О → 2CuSO4 + 2H2O
2 2

Cu2CO3 (OH)2 + 3H2SO4→ 3CuSO4 + 3H2O + 2CO2
Cu2CO3 (OH)2 + 2H2SO4 → 2CuSO4 + 2H2O + CO2
Извлечение меди из окисленных минералов в раствор при выще‑
лачивании составляет порядка 80–90 %. Сульфидные медные минера‑
лы в этих условиях не растворяются.
При необходимости после выщелачивания пульпу разбавляют и ча‑
стично нейтрализуют известью, после чего направляют на цемента‑
цию. Поскольку цементация предшествует флотации, цементная медь
должна быть мелкодисперсной — крупностью 0,074–0,1 мм. В свою
очередь, крупность цементной меди во многом зависит от крупно‑
сти осадителя. Поэтому в пульпу добавляют мелкодисперсное железо
(стружку, порошок и т. п.) крупность от 0,1 до 1,0 мм. Пульпу пере‑
мешивают и происходит цементация растворенной меди по реакции
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Расход железа на цементацию в 2–3 раза превышает стехиометри‑
чески необходимое, при недостатке цементатора начинается обрат‑
ное окисление и растворение цементной меди. Продолжительность
цементации составляет 10–15 мин в зависимости от плотности пуль‑
пы, концентрации меди в растворе, активности цементатора. Остаточ‑
ная кислотность раствора после выщелачивания не должна превышать
3–5 г/дм 3, при более высокой концентрации кислоты в пульпе процесс
цементации замедляется. Железо при цементации переходит в раствор,
полученная мелкодисперсная цементная медь остается в пульпе. При
необходимости остатки неизрасходованного железа из пульпы можно
удалить магнитной сепарацией и вновь использовать для цементации.
После цементации пульпу направляют на флотацию, при которой
сульфидные медные минералы и цементная медь переходят в концен‑
трат. В концентрат также извлекаются благородные металлы, содержа‑
щиеся в исходной руде. В качестве собирателя при флотации использу‑
ют бутиловые ксантогенаты, которые флотируют как цементную медь,
так и сульфидные минералы меди. В качестве вспенивателя применя‑
ют сосновое масло [19; 20].

102

10. Комбинированный метод обогащения медных руд

Материалы и необходимое оборудование
для выполнения лабораторной работы
− смешанная медная руда крупностью –0,074 мм с известным хи‑
мическим и фазовым составом;
− совок для отбора проб;
− электронные весы;
− железная стружка;
− раствор серной кислоты (концентрация H2SO4 10–15 г/дм 3);
− растворы флотореагентов (известковое молоко; сосновое масло,
1 %-ый раствор бутилового ксантогената калия);
− машина флотационная 189 ФЛ (рис. 10);
− лабораторная механическая верхнеприводная мешалка;
− лабораторный стакан объемом 500 мл;
− шприцы для дозирования реагентов;
− мерный стакан;
− установка для фильтрования под вакуумом (рис. 13);
− фильтровальная бумага «белая лента»;
− чашки для взвешивания проб и сбора флотационной пены.
Методика выполнения лабораторной работы
1. Взять навеску исходной руды массой 50 г (mнав).
2. В лабораторный стакан объемом 500 мл залить 250 мл раствора
серной кислоты, добавить навеску руды.
3. Установить стакан с пульпой под лабораторную механическую
верхнеприводную мешалку (рис. 38), выбрать скорость вращения ме‑
шалки (по указанию преподавателя), провести выщелачивание руды
в течение 15–20 мин.
4. Рассчитать стехиометрически необходимое количество железа
на цементацию меди
Fe
теор

56� � mнав � � Cu
ок

, г,
64 �� 100 �

(47)

где 56 и 64 — атомные массы железа и меди соответственно, г/моль;
mнав — масса навески исходной руды, г; α Cu
ок — содержание окислен‑
ной меди в исходной руде, %.
5. Рассчитать практическое количество железа на цементацию

103

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Fe
Fe
mпрак
4 mтеор
�, г,

(48)

где 4 — коэффициент избытка.
Fe
).
6. Взять навеску железной стружки ( mпрак

Привод мешалки
Блок управления
мешалки
Реакционный стакан
Пульпа

Рис. 38. Схема установки для выщелачивания

7. После завершения процесса выщелачивания остановить ме‑
шалку, с помощью лакмусовой бумаги измерить рН пульпы. Если рН
ниже 6, включить мешалку, аккуратно добавлять в пульпу известко‑
вое молоко до рН = 6–7.
8. Не выключая мешалку, добавить в пульпу железную стружку,
провести цементацию меди при непрерывном перемешивании в те‑
чение 10–15 мин.
9. Остановить мешалку, пульпу из реакционного стакана перене‑
сти в камеру флотомашины объемом 0,5 л.
10. Установить камеру во флотомашину, включить импеллер фло‑
томашины без подачи воздуха для перемешивания пульпы.
11. Если уровень пульпы в камере низкий, добавить воду с таким
расчетом, чтобы лопатка пеногона касалась уровня пульпы.
12. Установить под камерой флотомашины приемную емкость для
пены.

104

10. Комбинированный метод обогащения медных руд

13. С помощью шприцов добавить в пульпу необходимые флото‑
реагенты: собиратель (бутиловый ксантогенат калия) и вспениватель
(сосновое масло). Каждый реагент дозировать своим шприцем.
14. Перемешивание пульпы с реагентами проводить без подачи
воздуха.
15. Через 1–2 мин включить подачу воздуха.
16. При появлении на поверхности пульпы минерализованной
пены включить пеногон, следить за сбором пены в приемную емкость.
Если при снятии пены уровень пульпы снижается, добавить в камеру
флотомашины воду до прежнего уровня.
17. Окончание флотации определить по изменению цвета пены:
из минерализованной она становится белой (пустой).
18. После завершения флотации остановить подачу воздуха, от‑
ключить флотомашину, снять камеру с оставшейся пульпой (камер‑
ным продуктом — хвостами).
19. Оставшуюся пульпу слить в специальную тару (не в канализа‑
цию!), дальнейшую работу вести только с пенным продуктом (кон‑
центратом).
20. Пенный продукт (концентрат), собранный в приемную ем‑
кость, отфильтровать на вакуумной фильтрационной установке, по‑
лученный кек высушить в сушильном шкафу при температуре 105 °С
до постоянной массы.
21. Взвесить сухой концентрат, записать массу (mконц). Упаковать
в пакет для проб, на котором должны быть указаны дата, номер груп‑
пы, номер бригады, анализируемый металл (Cu), и отдать преподава‑
телю для химического анализа.
22. После получения результатов химического анализа рассчитать
показатели обогащения, составить таблицу технологического баланса
получения медного концентрата.
23. Убрать рабочее место, вымыть камеру флотомашины, чашки и т. д.
Обработка экспериментальных данных
1. Рассчитать выход полученного медного концентрата по формуле
конц �

(mконц · 100 � )
mнав �

, %,

(49)

105

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

где mконц — масса сухого концентрата, г; mнав — масса навески исход‑
ной руды, г.
Выход хвостов обогащения составит
γхв =100 — γконц, %.

(50)

Масса хвостов обогащения составит
mхв = mнав — mконц, г.

(51)

2. После получения результатов химического анализа концентра‑
та рассчитать извлечение в концентрат меди
Cu
конц

конц

· Cu · 100

mнав � · Cu

(52)

, %,

где mконц — масса сухого концентрата, г; βCu — содержание меди в кон‑
центрате, %; αCu — общее содержание меди в исходной руде (сульфид‑
ной и окисленной), %; mнав — масса навески исходной руды, г.
Извлечение меди в хвосты флотации
(53)

Cu
� Cu
хв 100�%
конц , %.

Содержание меди в хвостах флотации
Cu �

mнав � ·Cu
� �
хв · Cu
, %.
100 mхв

(54)

3. По полученным данным составить таблицу технологического
баланса (табл. 22).
Таблица 22
Технологический баланс флотации смешанной медной руды
Медь
Продукт

Масса, г

Выход, %

содержа‑
ние, %

извлече‑
ние, %

Медный концентрат

mконц

γконц

βCu

εCu
конц

mхв

γхв

θCu

εCu
хв

Хвосты

106

10. Комбинированный метод обогащения медных руд

Окончание табл. 22
Медь
Продукт
Итого
Исходная руда

Масса, г

Выход, %

содержание, %

mконц + mхв

100

—

100

mнав

100

αCu

100

4. Сделать выводы об эффективности комбинированного метода
обогащения смешанной медной руды.
Контрольные вопросы для допуска
к лабораторной работе № 10
1. Для каких руд применяется комбинированный метод обогащения?
2. Какие минералы меди растворяются в растворе серной кислоты?
3. Что влияет на показатели процесса цементации меди из серно‑
кислых растворов?
4. Какие флотореагенты применяют для флотации цементной
меди?
5. Чем объясняется повышенный расход железа на цементацию?

107

11. Сгущение пульпы

Цель работы — знакомство с процессом сгущения пульп. Опреде‑
ление скорости сгущения.
Сгущение относится к вспомогательным процессам обогащения,
целью которых является удаление влаги из получаемых продуктов: кон‑
центрата и хвостов. Процесс сгущения играет большую роль в обога‑
щении руд, т. к. оптимальная организация процесса позволяет полу‑
чить воду, необходимую для организации эффективного водооборота
обогатительной фабрики.
Процесс сгущения основан на естественном осаждении твердых
частиц в жидкости под действием силы тяжести. Эффективность про‑
цесса сгущения зависит от многих факторов:
− крупности и плотности частиц пульпы: чем выше плотность ча‑
стиц и больше их размер, тем эффективнее процесс;
− наличия в пульпе шламов — частиц, имеющих размер менее 75 мкм.
Такие частицы повышают плотность пульпы, т. к. осаждаются очень
медленно, а частицы крупностью менее 1 мкм практически не осажда‑
ются, что приводит к снижению скорости осаждения остальных частиц;
− отношения Ж:Т в пульпе. Оседание частиц в пульпе происходит
в стесненных условиях, соответственно, при оседании частицы влия‑
ют на движение друг друга: более мелкие частицы тормозят движение
более крупных, а крупные частицы могут увлекать с собой мелкие ча‑
стицы и тем самым ускорять их осаждение;
− температуры пульпы — при снижении температуры пульпы воз‑
растает ее вязкость, что замедляет процесс сгущения;
− применения специальных реагентов — флокулянтов и коагулян‑
тов, которые способствуют агрегации мелких частиц в крупные агре‑
гаты, которые оседают гораздо быстрее.
108

11. Сгущение пульпы

Аппарат для сгущения называется сгуститель. Конструкции сгу‑
стителей различны, но наиболее широко на обогатительных фабри‑
ках применяют радиальные сгустители. Пульпу, содержащую до 80 %
жидкого, подают в сгуститель, твердые частицы под действием силы
тяжести оседают на дно и непрерывно разгружаются через сливное от‑
верстие (НСС — нижний слив сгустителя, содержание жидкого в нем
порядка 30–40 %), а осветленная вода (ВСС — верхний слив сгустите‑
ля) непрерывно переливается в желоб, опоясывающий верхнюю часть
сгустителя.
Удельная производительность сгустителя определяется скоростью
отстаивания твердой фазы. Скорость отстаивания зависит от размера
частиц и разности плотностей твердого материала и жидкости, в ко‑
торой происходит сгущение. Средняя скорость осветления в сгустите‑
ле без применения флокулянтов составляет порядка 0,1–1,0 м/ч; ско‑
рость уплотнения осадка в этих условиях — 0,05–0,5 м/ч [8; 20].
Материалы и необходимое оборудование
для выполнения лабораторной работы
− руда крупностью –0,074 мм;
− совок для отбора проб;
− электронные весы;
− набор лабораторных мерных цилиндров с двойной градуиров‑
кой объемом 250–500 мл;
− мерный стакан объемом 1 л;
− секундомер;
− чашки для взвешивания проб.
Методика выполнения лабораторной работы
1. Взять навеску исходной руды массой 50–100 г (в зависимости
от объема мерного цилиндра) (mнав).
2. Навеску материала засыпать в мерный цилиндр с двойной гра‑
дуировкой (рис. 39).
3. В мерный стакан налить 1000 мл (1 л) воды.
4. Залить в цилиндр воду примерно на 2/3 объема цилиндра, зат‑
кнуть цилиндр пробкой.
5. Придерживая пробку рукой, несколько раз перевернуть цилиндр
для образования однородной пульпы.
109

Шкала
объема цилиндра, мл
(показывает объем
сгущенной пульпы)

500

0
50

Шкала
высоты столба, мм
(показывает высоту
осветленного слоя)

500

50
400

400

100

300

150

100

200

250

Объем сгущенной
пульпы, мл

150

200

100

Высота осветленного слоя,
мм

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

200

250

Рис. 39. Цилиндр с двойной градуировкой

6. Установить цилиндр в вертикальное положение, долить в пуль‑
пу воды до верхней отметки. Заткнуть цилиндр пробкой и снова тща‑
тельно перемешать пульпу.
7. Записать объем воды, оставшийся в мерном стакане.
8. Приготовить секундомер и таблицу для записи результатов.
9. После перемешивания цилиндр установить вертикально, вклю‑
чить секундомер и наблюдать за осаждением твердых частиц.
10. Фиксировать высоту осветленного слоя (hi) и объем сгущенной
пульпы (Vi) каждые 2 мин, результаты заносить в таблицу.
11. Наблюдение за осаждением прекратить тогда, когда положе‑
ние границы раздела осажденной твердой фазы и осветленной жид‑
кой фазы не будет меняться в течение 10–15 мин.
12. Повторить эксперимент в том же порядке, но с новой навеской
руды и при другом соотношении Ж:Т в пульпе.
Обработка экспериментальных данных
1. Рассчитать объем воды, залитой в мерный цилиндр
H2 O �
H2 O
Vисх
1000 � Vост
, мл,

110

(55)

11. Сгущение пульпы

H O
где 1000 — исходный объем воды в мерном стакане (1 л); Vост2 — объ‑
ем воды, оставшийся в мерном стакане после заливки воды в цилиндр
с двойной градуировкой, мл.
Поскольку в качестве жидкости используется вода, то масса воды
в пульпе составит
H2 O
H2 O
M пульп
= Vисх
, г.

2. Определить отношение Ж:Т в исходной пульпе
H2 O
(Ж:Т)исх = M пульп
: mнав,

(56)

где mнав — масса навески руды, г.
3. Рассчитать скорость осаждения пульпы
i

h0 hi
, мм/мин,
i 0

(57)

где h0 — первоначальная высота столба пульпы, мм; hi — высота сгу‑
щенной пульпы в i‑момент времени, мм; τ0 — начальный момент из‑
мерений, мин (τ0 = 0); τi — продолжительность отстаивания, мин.
4. Рассчитать отношение Ж:Т в сгущенном осадке. Для этого опре‑
делить объем осветленной воды, мл
Vi Н2О � осв� V � Hисх2O Vi ,

(58)

где Vi — объем сгущенной пульпы, мл.
5. Определить объем воды, оставшейся в пульпе
Vi Н2О � пульпа V � Hисх2O Vi Н2О� осв.

(59)

Масса воды в сгущенном осадке
M iН2О � пульп = Vi Н2О� пульпа.

(60)

Отношение Ж:Т в сгущенном осадке
Н О � пульп
(Ж:Т)i = M i 2
: mнав.

(61)

6. Все полученные результаты занести в табл. 23.

111

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Таблица 23
Результаты сгущения пульпы
Высота
Время от начала
осветленного
опыта, мин
слоя, мм

Скорость
сгущения,
мм/мин

Объем
сгущенной
пульпы, см3

Ж:Т в сгущен‑
ной пульпе

τ1 = 2

υ1

(Ж:Т)1

τ2 = 4

υ2

(Ж:Т)2

τ3 = 6

υ3

(Ж:Т)3

τi

υi

(Ж:Т)i

7. По результатам экспериментов построить графическую зависи‑
мость скорости сгущения от продолжительности осаждения.
8. Сделать выводы о влиянии отношения Ж:Т в исходной пульпе
на скорость процесса сгущения пульпы, остаточной влажности сгу‑
щенного остатка и чистоту осветленного слоя.
Контрольные вопросы для допуска
к лабораторной работе № 11
1.
2.
3.
4.
5.

112

Какие факторы влияют на эффективность процесса сгущения?
Какие продукты получают при сгущении?
На что влияет отношение Ж:Т пульпы, поступающей на сгущение?
Как рассчитывают скорость сгущения?
Чем определяется удельная производительность сгустителя?

12. Влияние флокулянтов
на процесс сгущения

Цель работы — изучение влияния флокулянтов на процесс сгуще‑
ния пульп.
Процесс сгущения позволяет на первой стадии обезвоживания
продуктов обогащения удалить большую часть влаги и получить до‑
статочно чистую воду для организации оборотного водоснабжения.
Осаждение твердых частиц происходит за счет действия сил тяжести,
но поскольку сгущать приходится тонкодисперсный материал (размер
частиц концентрата составляет 0,074 мм), то процесс сгущения явля‑
ется длительным. Для ускорения процесса применяют специальные
реагенты: коагулянты и флокулянты, способствующие слипанию мел‑
ких частиц в крупные хлопья, что ускоряет процесс сгущения в десятки
раз. Добавляют флокулянты и коагулянты в пульпу в виде растворов.
Коагулянты — это, как правило, соли, кислоты и прочие электро‑
литы, под действием которых мелкие твердые частицы образуют круп‑
ные агрегаты (хлопья). Коагулянты подбирают таким образом, чтобы
их заряд был противоположен заряду твердых частиц. Чаще всего в ка‑
честве коагулянтов используют хлорид железа и сульфат алюминия,
которые способствуют ускорению осаждения отрицательно заряжен‑
ных частиц минералов за счет нейтрализации их заряда.
Флокулянты — это неорганические и органические высокомолеку‑
лярные соединения, которые адсорбируются (закрепляются) на поверх‑
ности двух и более частиц с образованием между ними «мостиков», что
приводит к возникновению больших агрегатов частиц (флокул). В ка‑
честве флокулянтов используют разнообразные химические соедине‑
ния, которые разделяют на три группы: синтетические органические
полимеры, природные высокомолекулярные вещества, неорганические
полимеры. Расход флокулянтов составляет 4–10 г на тонну твердого.
113

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Основные параметры, определяющие выбор флокулянтов — это сте‑
пень очистки слива при их использовании, степень обезвоживания осадка
и расход флокулянта в пересчете на массу сгущаемого твердого вещества.
Флокуляция происходит в две стадии: адсорбция флокулянта на ча‑
стицах, которая при интенсивном перемешивании занимает менее
минуты, и образование флокул (хлопьеобразование). Скорость фло‑
куляции определяется стадией хлопьеобразования, которая занимает
немного больше времени.
Основные факторы, влияющие на процесс флокуляции:
‒ физико-химические характеристики флокулянтов (молекуляр‑
ная масса, растворимость и т. д.);
‒ физико-химические характеристики сгущаемой пульпы (заряд
поверхности и состав минеральных частиц, крупность частиц, плот‑
ность пульпы, наличие в пульпе растворенных химических веществ).
Удельный расход флокулянтов снижается с увеличением твердого
в пульпе и увеличивается при уменьшении размеров частиц;
‒ технологические параметры процесса (концентрация растворов
флокулянтов, дозировка, способ подачи в пульпу, условия перемеши‑
вания, условия для хлопьеобразования и т. д.).
Флокулянты могут быть природного происхождения (например,
крахмал, декстрин и пр.) и синтетические (растворимые в воде орга‑
нические высокомолекулярные соединения с молекулярной массой
от тысяч до нескольких миллионов). Флокулянты бывают анионны‑
ми, катионными и неионогенными.
Универсальным флокулянтом является неионогенный флоку‑
лянт — полиакриламид (ПАА), наиболее широко применяемый при
сгущении на обогатительных фабриках. Химическая формула ПАА
может быть записана в виде [— CH2CH (CONH2) —]n. ПАА — высо‑
комолекулярное соединение, водный раствор которого представляет
коллоид, обладающий сильным флокулирующим действием, дозиров‑
ка 0,1 % раствора полиакриламида составляет 0,5–1,5 мг ПАА на 100 г
взвешенных веществ.
На основе акриламида выпускаются и другие флокулянты: сепа‑
ран, аэрофлок.
В исходном виде синтетические флокулянты обычно представляют
собой твердые вещества (гранулы, порошок) белого цвета. Флокулян‑
ты вводятся в пульпу в виде разбавленных растворов с концентраци‑
ей 0,05–0,1 %. Приготовление растворов флокулянтов производится
равномерным размешиванием реагентов в дистиллированной воде
114

12. Влияние флокулянтов на процесс сгущения

при температуре не ниже 20 °С. Продолжительность перемешивания
составляет не менее 1 ч [8; 20].
Количество флокулянтов, необходимое для сгущения конкретных
пульп, определяют по результатам лабораторных исследований и опыт‑
но-промышленным испытаниям.
Материалы и необходимое оборудование
для выполнения лабораторной работы
‒ руда крупностью –0,074 мм;
‒ совок для отбора проб;
‒ электронные весы;
‒ 0,1 % растворы флокулянтов (Nalco; ПАА; Праестол; сепаран;
Magnafloc; FlotFloc и др.);
‒ набор лабораторных мерных цилиндров с двойной градуиров‑
кой объемом 250–500 мл;
‒ шприцы для дозирования реагентов;
‒ мерный стакан;
‒ секундомер;
‒ чашки для взвешивания проб.
Методика выполнения лабораторной работы
1. Взять навеску исходной руды массой 50–100 г (в зависимости
от объема мерного цилиндра).
2. Пробу материала засыпать в мерный цилиндр с двойной граду‑
ировкой.
3. Залить в цилиндр воду примерно на 2/3 объема цилиндра, зат‑
кнуть цилиндр пробкой.
4. Придерживая пробку рукой, несколько раз перевернуть цилиндр
для образования однородной пульпы.
5. Установить цилиндр в вертикальное положение, долить в пуль‑
пу воды до верхней отметки. Заткнуть цилиндр пробкой и снова тща‑
тельно перемешать пульпу.
6. Приготовить секундомер и таблицу для записи результатов.
7. Добавить с помощью шприца в цилиндр 1–2 мл раствора выбран‑
ного флокулянта, заткнуть цилиндр пробкой и несколько раз переме‑
шать, поворачивая цилиндр (пробку придерживать рукой!).
8. После перемешивания цилиндр установить вертикально, вклю‑
чить секундомер и наблюдать за осаждением твердых частиц.
115

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

h3 , мм

h2 , мм

Высота
границы
раздела
фаз,мм

h1 , мм

9. Фиксировать высоту границы раздела фаз по соответствующей
шкале каждые 5 с, занося результаты в таблицу (один член бригады
следит за временем, другой записывает результат изменения высоты).
10. Наблюдение за осаждением прекратить тогда, когда положе‑
ние границы раздела осажденной твердой фазы и осветленной жид‑
кой фазы не будет меняться в течение 5–7 мин (рис. 40).

Рис. 40. Определение влияния добавки
различных флокулянтов на сгущение пульпы

11. Повторить эксперимент в том же порядке, но с новой наве‑
ской руды и другим флокулянтом; либо, по указанию преподавателя,
с тем же флокулянтом, но с иной дозировкой.
Обработка экспериментальных данных
1. Все полученные на предыдущем этапе результаты занести в табл. 24.
Таблица 24
Показатели сгущения пульпы в присутствии различных флокулянтов
Продолжительность
отстаивания, с
5
10
15
116

Высота границы раздела фаз h, мм
флокулянт 1

флокулянт 2

флокулянт 3

12. Влияние флокулянтов на процесс сгущения

Окончание табл. 24
Продолжительность
отстаивания, с

Высота границы раздела фаз h, мм
флокулянт 1

флокулянт 2

флокулянт 3

…
60

Высота границы раздела фаз, мм

2. По результатам экспериментов построить графическую зави‑
симость высоты осветленного слоя от продолжительности осажде‑
ния (кривую скорости осаждения), пример зависимости приведен
на рис. 41.
110
90
70
50

флокулянт 1

флокулянт 2

10
0

Продолжительность отстаивания, сек

Рис. 41. Кинетика осветления пульпы
в присутствии флокулянтов

3. Сделать выводы о влиянии действия различных флокулянтов
(или различной дозировки одного флокулянта) на сгущение пульпы
и высоту осветленного слоя, обосновать выбор оптимального реаген‑
та и его дозировки.
Контрольные вопросы для допуска
к лабораторной работе № 12
1. С какой целью при сгущении применяют флокулянты и коагу‑
лянты?
2. Какие факторы влияют на эффективность флокуляции?
117

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

3. Как определяют количество флокулянтов, необходимое для сгу‑
щения конкретных пульп?
4. Растворы с какой концентрацией флокулянтов используют при
сгущении?
5. К какой группе флокулянтов относится полиакриламид?

118

ПРИЛОЖЕНИЯ

mхв = mнав – mконц

ɛCu

100 %

1. Общие правила оформления отчета
2. Пример оформления титульного
листа отчета
3. Пример оформления иллюстрации
4. Пример оформления таблицы
5. Пример оформления формулы

1. Общие правила оформления отчета

1. Отчет по лабораторной работе может быть выполнен рукопис‑
ным или печатным способом и обязательно сброшюрован.
2. Отчет по лабораторной работе подписывается студентом на ти‑
тульном листе.
3. Отчет по лабораторной работе должен содержать:
‒ титульный лист;
‒ краткое изложение теоретического материала;
‒ цель работы;
‒ ход выполнения работы;
‒ полученные экспериментальные данные;
‒ обработку экспериментальных данных (расчеты, графики и т. п.);
‒ выводы.
4. При обработке экспериментальных данных все вычисления
необходимо проводить с точностью до двух знаков после запятой. Исключение — расчет масс и процентного содержания благородных и редких металлов.
5. При выполнении отчета буквы греческого и русского алфавитов,
цифры набирают шрифтом прямого начертания, буквы латинского
алфавита, обозначающие физические величины, набирают курсивом.
При использовании латинского алфавита прямым шрифтом набира‑
ют следующие обозначения:
‒ температурных значений по шкалам Кельвина (K), Цель‑
сия (°C) и др.;
‒ химических элементов и соединений [21].
6. Титульный лист отчета выполняют по стандартной форме. При‑
мер титульного листа приведен ниже (приложение 2).

121

2. Пример оформления
титульного листа отчета

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого
Президента России Б. Н. Ельцина»
Институт новых материалов и технологий
Кафедра Металлургии цветных металлов

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 1
«Название лабораторной работы»
по дисциплине
«Название дисциплины»
Направление подготовки 22.03.02 — «Металлургия»
Студент
гр. НМТ- …
Иванов И. И.
Преподаватель
доцент, канд. техн. наук
Петров П. П.

Екатеринбург
2022
122

3. Пример оформления иллюстрации

Графики, схемы, фотографии и прочий иллюстративный матери‑
ал следует располагать в отчете непосредственно после текста, в ко‑
тором они упоминаются впервые. На все иллюстрации должны быть
даны ссылки в тексте отчета. Для этого необходимо полностью без со‑
кращения написать слово «рисунок» и указать его номер (пример ил‑
люстрации см. ниже).

Суммарный выход, %

100
80
60

аа

бб

20
0

0,071

0,244

вв

0,45

0,9

Размер отверстий сит, мм

Рисунок 3. Суммарная характеристика
крупности материала:

а — в материале преобладают крупные зерна;
б — исходный материал имеет равномерный гранулометрический состав;
в — в материале преобладают мелкие зерна

Все иллюстрации в тексте следует нумеровать арабскими цифрами,
нумерация рисунков в отчете должна быть сквозной (рис. 1; рис. 2 и т. д.).
Все иллюстрации должны иметь подрисуночную подпись — наимено‑
вание, раскрывающее содержание рисунка. Также подрисуночная под‑
пись может содержать экспликацию — расшифровку условных обозна‑
чений на иллюстрации или пояснение необозначенных деталей [21].
123

4. Пример оформления таблицы

Таблицу следует располагать непосредственно после текста, в кото‑
ром она упоминается впервые. Таблицу с большим количеством строк
допускается переносить на другой лист.
Наименование таблицы должно отражать ее содержание, быть точ‑
ным, кратким (тематический заголовок). Наименование таблицы при‑
водят с прописной буквы без точки в конце. Если наименование та‑
блицы занимает две строки и более, то его следует записывать через
один межстрочный интервал (пример таблицы см. ниже).
Таблица 1.1

Водно-шламовая схема флотации
Количество
твердого, т/ч

Количество
воды, м3/ч

Отношение
Ж:Т пульпы

Объем
пульпы, м3

Слив гидроциклона

78,00

234,00

25,00

260,90

Промпродукт пере‑
чистки

7,80

20,06

28,00

22,75

11,70

33,65

25,80

37,68

97,50

287,71

—

321,33

Операции и продук‑
ты

Концентрат кон‑
трольной флотации
Всего

Графу «№ п/п» в таблицу включать не допускается. Если цифро‑
вые или иные данные в какой-либо строке таблицы не приводятся,
то в ней ставят прочерк.
Размер шрифта для оформления данных в таблице может быть та‑
кой же или меньше на 1–2 пт, чем шрифт основного текста. Если
шрифт основного текста — 14 кг, то шрифт текста таблицы может быть
12 кг, гарнитура — Times New Roman. Заголовки граф в таблице вырав‑
нивают по центру, а заголовки строк –по левому краю [21].
124

5. Пример оформления формулы

Формулы необходимо выделять из текста в отдельную строку, по‑
яснение значений символов и числовых коэффициентов следует при‑
водить непосредственно под формулой в той же последовательности,
в которой они даны в формуле. Первую строку пояснения начинают
со слова «где» без двоеточия после него (пример оформления форму‑
лы с экспликацией см. ниже).
Эффективность грохочения рассчитывается по формуле

100 · miпп
, %,
М пп

(1)

где miпп — масса фракции –0,071 мм, полученная после каждого рассева, г;
Мпп — общая масса фракции –0,071 мм в исходном материале, г.

Если уравнение не умещается в одну строку, оно должно быть пе‑
ренесено после знаков равенства (=), плюс (+), минус (–), умножения
(×), деления (:) или других математических знаков. На новой строке
знак повторяется. При переносе формулы на знаке, символизирую‑
щем операцию умножения, применяют только знак «×».
Порядковый номер формулы помещают в круглые скобки (1).
Ссылки в отчете на порядковые номера формул также приводятся
в скобках: в формуле (1), в формулах (3)–(5) [21].

125

Список использованной литературы

1. Дробилка щековая ДЛЩ 80×150. Руководство по эксплуатации
277 ДР.00.000 РЭ. СПб. : НПМ Механобр-Техника, 2003. 12 с.
2. Вибростенд ЭКРОС‑6700 (ПЭ‑6700). Описание // Экросхим. URL:
https://ecohim.ru/good/laboratornoe-oborudovanie-i‑pribory/vibrostendpe‑6700/(дата обращения: 12.04.2022).
3. Шаровая мельница МШЛ‑7. Руководство по эксплуатации
62 МЛ-В.000 РЭ. СПб. : НПМ Механобр-Техника, 2014. 16 с.
4. Планетарные мельницы. Каталог и руководство по эксплуата‑
ции // FRITSCH. Classic line. 2015. 20 с.
5. Истиратель вибрационный ИВС‑4. Руководство по эксплуата‑
ции 171 МЛ-А.00.000 РЭ. СПб. : НПМ Механобр-Техника, 2003. 13 с.
6. Машина флотационная механическая лабораторная ФМЛ‑0,3.
Руководство по эксплуатации 189 ФЛ-Д.00.000 РЭ. СПб. : НПМ Ме‑
ханобр-Техника, 2003. 13 с.
7. Магнитный сепаратор лабораторный «СМС‑20‑ПМ1». Тех‑
нические характеристики // Итомак. URL: https://www.itomak.
ru/items/products/magnet-dry-separator/4.php (дата обращения:
12.04.2022).
8. Полькин С. И., Адамов Э. В. Обогащение руд цветных метал‑
лов. М. : Недра, 1983. 400 c.
9. Колтунов А. В., Комлев С. Г. Дробление, измельчение, грохоче‑
ние. Конспект лекций. Екатеринбург : Изд-во УГГУ, 2013. 120 с.
10. Митрофанов С. И., Барский Л. А., Самыгин В. Д. Исследова‑
ние полезных ископаемых на обогатимость. М. : Недра, 1974. 352 с.
11. Коузов П. А. Основы анализа дисперсного состава промыш‑
ленных пылей и измельченных материалов. Л. : Химия, 1971. 264 с.
12. Поваров А. И. Гидроциклоны на обогатительных фабриках. М. :
«Недра», 1978. 232 с
126

Список использованной литературы

13. Шестов Р. Н. Гидроциклоны. Л. : Издательство «Машиностро‑
ение», 1967. 78 с.
14. Кармазин В. И., Кармазин В. В. Магнитные методы обогаще‑
ния. М. : Недра, 1984. 416 с.
15. Абрамов А. А. Флотационные методы обогащения М. : Недра,
1984. 378 с.
16. Николаев А. А., Петрова А. А., Горячев Б. Е. Кинетика закре‑
пления зерен пирита на пузырьке воздуха в условиях перемешивания
суспензии // Физико-технические проблемы разработки полезных ис‑
копаемых. 2016. № 2. С. 131–139.
17. Глембоцкий В. А., Классен В. И. Флотационные методы обо‑
гащения. М. : Недра, 1981. 304 с.
18. Методы исследования флотационного процесса / В. И. Ме‑
лик-Гайказян, А. А. Абрамов, Ю. Б. Рубинштейн [и др.]. М. : Недра,
1990. 301 с.
19. Кривец Б. Н. Специальные и комбинированные методы обога‑
щения полезных ископаемых. М. : Недра, 1986. 304 с.
20. Справочник по обогащению руд : спец. и вспомогат. процес‑
сы / под ред. О. С. Богданова, В. И. Ревнивцева. М. : Недра, 1983. 383 с.
21. Оформление выпускной квалификационной работы студента‑
ми вуза: требования стандарта / сост. И. Ю. Плотникова, О. В. Кли‑
мова. Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2022. 92 с.

127

Учебное издание

Колмачихина Ольга Борисовна
Колмачихина Эльвира Барыевна

ОБОГАЩЕНИЕ РУД ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Редактор З. Р. Картавцева
Дизайн и корректура Ю. В. Ершовой

Подписано в печать 00.00.0000. Формат 70×100 1/16.
Бумага офсетная. Цифровая печать. Усл. печ. л 10,3.
Уч. -изд. л. 7,1. Тираж 30 экз. Заказ.
Издательство Уральского университета
Редакционно-издательский отдел ИПЦ УрФУ
620049, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 5.
Тел.: 8 (343) 375-48-25, 375-46-85, 374-19-41
E-mail: rio@urfu.ru
Отпечатано в Издательско-полиграфическом центре УрФУ
620083, Екатеринбург, ул. Тургенева, 4
Тел.: 8 (343) 358-93-06, 350-58-20, 350-90-13
Факс: 8 (343) 358-93-06
http://print/urfu.ru