Рабочая учебная программа

по дисциплине Гравитационные методы обогащения _______________

для специальности ______________Обогащение полезных ископаемых___________

ГОС ВПО направления (специальности) ___________________130405

(подчеркнуть нужное, реквизиты и дата утверждении)

курс______________________________________ 3 ______________________________

семестр___________________________________ 6 _______________________________

лекции _______________ 16 ________(час.) Экзамен в _______ 7 ______семестре

практические (семинарские)

занятия _________ 4 ______________(час.) Зачет в __________ - _______семестре

лабораторные

занятия _______________ 4 ________(час.)

курсовая работа (проект) по дисциплине________________есть _____ ________есть/нет

количество контрольных работ ________________________ 3 ____________________

Всего часов _______ 24 ________Самостоятельная работа ________ 96 _________(час.)

Итого часов трудозатрат на дисциплину (для студента)_______ 120 ____________ (час.)

2011 г.

Рабочая учебная программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 130405 «Обогащение полезных ископаемых».

Рабочая учебная программа обсуждена на заседании кафедры горного дела и обогащения

«____» _______________2011 г.

Заведующий кафедрой

Академик, Н.Н. Мельников

Форма 2

Рабочая учебная программа дисциплины

__________________________ «Гравитационные методы обогащения» ____________________________

Номер недели	Номер темы	Тема	Примечания	Темы для самостоятельной работы	Формы контроля
		Основные понятия о гравитационных методах обогащения и разделительные признаки. Реологические свойства сред гравитационного обогащения.	В.Н. Шохин, А.Г. Лопатин Гравитационные методы обогаще- ния, М.,,Недра”,1980, гл.1, С. 3-27	Характеристика гравитационных методов обогащения и их классификация.
		Силы, действующие при использовании гравитационных методов. Сопротивление среды и ее составляющие. Диаграмма Релея. Турбулентный и ламинарный режим движения.	Б.В.Кизевальтер Теоретические основы гравита- ционных процес- сов обогащения, М.,,Недра”, 1979, С. 8-17.	Общие принципы разделения частиц в гравитационных аппаратах.
		Свободное падение тел. Движение твердого тела в среде. Основные законы движения частиц. Определение скоростей свободного падения частиц различной формы. Равнопадаемость тел в среде и коэффициент равнопадаемости.	Б.В.Кизевальтер Теоретические основы гравита- ционных процес- сов обогащения, М.,,Недра”, 1979, С. 18-34.	Коэффициент сферичности минеральных частиц. Скорость свободного падения частиц неправильной геометрической формы.
		Стесненное падение частиц. Скорость стесненного движения. Взвешивание минеральных зерен в восходящей среде. Коэффициент разрыхления	В.Н. Шохин, А.Г. Лопатин Гравитационные методы обогаще- ния, М.,,Недра”,1980, гл.2, С. 61-70	Понятие о критической скорости. Равнопадаемость в условиях стеснен­ного движения зерен.
		Гидравлическая классификация. Закономерности классификации. Разделение минеральных частиц по скорости падения. Роль крупности и плотности зерен. Эффективность классификации.	В.Н. Шохин, А.Г. Лопатин Гравитационные методы обогаще- ния, М.,,Недра”,1993, гл.3, С. 73-92	Конструкции спиральных и гидравлических классификаторов, параметры их работы и технологический расчет.
		Классификация в центробежном поле. Гидроциклоны как классифи­цирующие аппараты. Схемы классификации с применением гидроциклонов	В.Н. Шохин, А.Г. Лопатин Гравитационные методы обогаще- ния, М.,,Недра”,1993, гл.3, С. 92 - 111	Основные факторы, влияющие на работу гидроциклонов. Технологический расчет и выбор гидроциклонов.
		Обогащение в тяжелых средах. Физические основы обогащения в тяжелых средах и области его применения.	В.Б. Кусков Гравитационные методы обогаще-ния. Конспект лек- ций. Санкт-Петер- бургский горный ин-т, С-Пб, 2001, С. 51-60.	Фракционный анализ. Кривые разделения Терра-Тромпа и их использование при прогнозировании показателей
		Технологические схемы обогащения в тяжелых суспензиях и интенсификация в них процесса разделения.	В.Н. Шохин, А.Г. Лопатин Гравитационные методы обогаще- ния, М.,,Недра”,1980, гл.4, С.157 – 167.	Тяжелосредное обогащение в центробежных аппаратах.
		Отсадка. Теоретические модели отсадки. Свойства минеральной постели и взвешенного слоя минеральных зерен. Циклы и элементы отсадки.	В.Н. Шохин, А.Г. Лопатин Гравитационные методы обогаще- ния, М.,,Недра”,1993, гл.5, С. 148 – 159.	Закономерности влияния различных гидродинамических параметров на процесс отсадки.
		Отсадочные машины. Принципы работы основных узлов отсадочных машин, типы конструкций и области их применения. Режим и регулирование процесса отсадки.	В.Н. Шохин, А.Г. Лопатин Гравитационные методы обогаще- ния, М.,,Недра”,1993, гл.5, С. 159 – 188.	Типичные схемы применения отсадки. Расчет и выбор отсадочных машин.
		Обогащение в потоках, текущих по наклонным поверхностям. Особенности движения зерен в безнапорном наклонном потоке. Законо­мерности движения зерен в потоке.	Б.В.Кизевальтер Теоретические основы гравита- ционных процес- сов обогащения, М.,,Недра”, 1979, С.200 – 212.	Классификация аппаратов и область их применения.
		Обогащение на концентрационных столах и шлюзах. Теоретические основы расслоения взвесей на столах. Факторы, влияющие на работу столов и регулирование процесса разделения. Теоретические основы процесса концентрации на шлюзах. Факторы, влияющие на работу шлюзов.	Б.В.Кизевальтер Теоретические основы гравита- ционных процес- сов обогащения, М.,,Недра”, 1979, С.244 -275.	Типы столов. Выбор и расчет концентрационных столов. Практика применения шлюзов.
		Обогащение в желобах и на винтовых сепараторах. Теория процессов обогащения на данных аппаратах. Принцип работы, типы винтовых сепараторов и шлюзов.	В.Н. Шохин, А.Г. Лопатин Гравитационные методы обогаще- ния, М.,,Недра”,1993, гл.7, С. 249 – 270.	Факторы, влияющие на работу винтовых сепараторов. Производительность аппаратов, схемы применения винтовых шлюзов и сепараторов.
		Специальные виды гравитационного обогащения. Центробежная концентрация, вибрационная и струйная сепарация, промывка и протирка. Теорети­ческие особенности процессов разделения в них. Области применения и практика работы. Характеристика процесса дезинтеграции и промывки, области применения. Направления по интенсификации процессов дезинтеграции. Особенности гравитационного разделения в воздушной среде. Аэросуспензионное обогащение.	В.Н. Шохин, А.Г. Лопатин Гравитационные методы обогаще- ния, М.,,Недра”,1993, гл.8, С. 270 – 333.	Принцип действия, типы и устройство струйных концентраторов. Классификация промывочных машин, типы и конструкции. Установка и эксплуатация промывочных машин. Схемы промывки. Область применения пневматической концентрации.
		Технологические схемы и организация производства на гравитационных обогатительных фабриках. Общие принципы построения схем. Подготовка полезных ископаемых для обога­щения гравитационными методами. Комбинированные схемы с применением гравитационного обогащения. Технология и аппаратура для глубокого гравитационного обогащения тонкоизмельченных руд, шламов и хвостов.	В.Б. Кусков Гравитационные методы обогаще-ния. Конспект лек- ций. Санкт-Петер- бургский горный ин-т, С-Пб, 2001, С. 70-78.	Применение различных гравитационных процессов при переработке минерального сырья. Типовые схемы гравитационного обогащения руд, углей и песков. Перспективы развития гравитационного обогащения и вопросы охраны окружающей среды.

Преподаватель:____________ И.М.Варюхина

дата:__________________________

Учебно-методические материалы для студентов и преподавателей

Гравитационное обогащение полезных ископаемых осуществляется в водной и воздушной средах, в тяжелых жидкостях и минеральных суспензиях (тяжелых средах).

К гравитационным методам относятся гидравлическая, центробежная и пневматическая классификация, обогащение в тяжелых средах, отсадка, обогащение в моечных желобах, шлюзах, струйных концентраторах винтовых сепараторах, на концентрационных столах, пневматическое обогащение, протирка и промывка.

Гравитационные процессы обогащения применяются в различных отраслях промышленности, добывающих и использующих такие полезные ископаемые как угли и антрациты, железные, марганцевые и хромовые руды, оловянные, вольфрамовые и другие руды редких и благородных металлов, некоторые виды неметаллического сырья и др. Наибольшее распространение гравитационные процессы получили в различных сочетаниях с другими процессами: флотацией, флотогравитацией, магнитной сепарацией и др.

По широте диапазона исходных характеристик обогащаемого сырья, разнообразию условий применения их в технологических схемах обогатительных фабрик, высокой производительности используемых аппаратов и по ряду других показателей они превосходят многие другие процессы обогащения и обеспечивают эффективное разделение минеральных смесей при низких материальных, энергетических и трудовых затратах.

Область применения гравитационных процессов обогащения все более расширяется. Особое развитие эти процессы получают за последние годы. Создаются новые, более совершенные, высокопроизводительные машины и аппараты, совершенствуются схемы обогащения, все шире внедряется автоматизация технологического процесса, более полно разрабатывается теория этих процессов.

Основными законами, действующими при гравитационных методах обогащения, являются законы гидро- и аэродинамики. Теория гравитационных процессов начала разрабатываться в середине ХIX века (Риттингер, Стокс) В нашей стране большой вклад в теоретическое обоснование этих процессов внесли профессора Г.О.Чечотт, В.А.Гуськов и П.В.Лященко. В дальнейшем теория гравитационных методов была развита их учениками и последователями. В настоящее время как теория, так и практика гравитационных процессов находятся в нашей стране на высоком уровне и непрерывно совершенствуются. Только в угольной промышленности работают сотни крупных обогатительных фабрик, на которых применяются гравитационные методы (отсадка, обогащение в тяжелых суспензиях, моечных желобах, на пневматических сепараторах, концентрационных столах и др).

Глубокие знания в области гравитационных методов обогащения полезных ископаемых необходимы каждому инженеру-обогатителю. Для студентов специальности "Обогащение полезных ископаемых" данный курс является одним из основных, и на его усвоение должно быть обращено самое серьезное внимание. Для изучения курса "Гравитационные методы обогащения" студент должен иметь достаточную подготовку по курсу гидравлики и в особенности по гидродинамике. Необходимо обратить особое внимание на усвоение физической сущности гравитационных процессов, на факторы работы машин и аппаратов, конструкцию последних, а также на технологические схемы, практику работы, технико-экономические показатели и условия безопасной работы.

Изучение дисциплины включает курс лекций, практические занятия, лабораторные работы и курсовой проект. В лекциях излагается основное содержание перечисленных ниже разделов в связи с целями подготовки специалистов. Практическими занятиями, выполнением лабораторных работ и курсового проектирования обеспечивается закрепление теоретических знаний и приобретение практических навыков.

Раздел 1. Теоретические основы гравитационных методов

Тема 1. Основные понятия о гравитационных методах обогащения

Общие сведения. Разделительные признаки при гравитационных процессах. Реологические свойства сред гравитационного обогащения. Характеристика гравитационных методов обогащения и их классификация. Фракционный анализ. Критерии разделения минеральных частиц при гравитационных процессах. Расчет фракционного состава продуктов обогащения.

Тема 2. Теоретические основы гравитационных методов

Общие положения. Силы, действующие при использовании гравитационных методов. Сопротивление среды и ее составляющие. Диаграмма Релея. Общие принципы разделения частиц в гравитационных аппаратах. Турбулентный и ламинарный режим движения.

Тема 3. Свободное падение тел

Движение твердого тела в среде. Основные законы движения частиц. Общее выражение конечной скорости падения сферического тела. Параметры Лященко и их использование. Скорость свободного падения тел правильной несферической формы. Коэффициент сферичности минеральных частиц.

Скорость свободного падения частиц неправильной геометрической формы. Равнопадаемость тел в среде и коэффициент равнопадаемости. Путь, пройденный телом до достижения конечной скорости. Скорость и направление движения в восходя­щей и нисходящей средах.

Тема 4. Стесненное падение частиц

Общие положения. Частные случаи стесненного падения. Сопротивление среды при стесненном движении. Скорость стесненного движения. Взвешивание минеральных зерен в восходящей среде. Структура взвешенного слоя. Коэффициент разрыхления. Относительная плотность взвеси. Понятие о критической скорости. Равнопадаемость в условиях стеснен­ного движения зерен.

Раздел 2. Гидравлическая классификация

Тема 5. Характеристика процесса и области его применения

Способы гидравлической классификации. Закономерности классификации. Разделение минеральных частиц по скорости падения. Роль крупности и плотности зерен. Эффективность классификации. Седиментационный анализ.

Тема 6. Принцип действия механических классификаторов

Назначение и типы механических классификаторов - конусных, корытных и камерных. Конструкция спиральных классификаторов. Параметры работы спиральных классификаторов, их выбор и технологический расчет.

Тема 7. Принцип работы гидравлических классификаторов

Гидравличе­ская классификация в условиях свободного и стесненного движения. Конструкции гидравлических классификаторов. Выбор и технологический расчет гидравлических классификаторов. Примеры применения гидравлической классификации и технико-экономические показатели.

Тема 8. Классификация в поле действия центробежной силы

Гидроциклоны как классифи­цирующие аппараты. Принцип их действия. Область применения. Теория движений жидкости и зерен в гидроциклоне. Эффективность классификации в гидроциклонах. Основные факторы, влияющие на работу гидроциклонов. Технико-экономическое сопоставление работы гидроциклона с другими классификаторами. Схемы классификации с применением гидроциклонов. Схемы установки гидроциклонов. Технологический расчет и выбор гидроциклонов.

Раздел 3. Обогащение в тяжелых средах

Тема 9. Физические основы обогащения в тяжелых средах и области его применения

Общие сведения. Фракционный анализ. Кривые разделения Тера-Тромпа и их использование при прогнозировании показателей. Среды для разделения зерен по плотности.

Тема 10. Свойства тяжелых суспензий

Утяжелители. Реологические свойства суспензий - плотность, вязкость, напряжение сдвига и устойчивость суспензий. Методы их определения. Законо­мерности движения минеральных частиц в суспензиях. Конструкции сепараторов для тяжелосредного обогащения.

Тема 11. Технологические схемы обогащения в тяжелых суспензиях

Подготовка сырья для обогащения в тяжелых суспензиях. Принципиальная схема обогащения в тяжелых суспензиях. Приготовление и регенерация суспензий. Технико-экономические показатели процесса. Интенсификация процесса разделения в тяжелых средах. Тяжелосредное обогащение в центробежных аппаратах, использование тяжелых жидкостей.

Раздел 4. Отсадка

Тема 12. Физические основы обогащения отсадкой

Общие принципы. Теоретические модели отсадки. Характеристика процесса обогащения зернистых материалов в вертикальной струе и область его применения. Отсадка в струе переменного направления и в восходящей струе.

Свойства минеральной постели и взвешенного слоя минеральных зерен. Современ­ные представления о механизме действия минеральной постели при расслоении зерен.

Циклы отсадки. Длина хода и частота колебаний диафрагмы (поршня). Закономерности влияния различных гидродинамических параметров на процесс отсадки.

Тема 13. Отсадочные машины

Принципы работы основных узлов отсадочных машин, типы конструкций и области их применения. Режим и регулирование процесса отсадки.

Подготовка материала к отсадке. Отсадка классифицированного и неклассифици­рованного материала. Отсадка тонкого материла. Типичные схемы применения отсадки и технико-экономические показатели. Расчет и выбор отсадочных машин.

Раздел 5. Обогащение в потоках, текущих по наклонным поверхностям

Тема 14. Особенности движения зерен в безнапорном наклонном потоке

Турбулентность потоков и возникновение взвешивающей вертикально составляющей скорости. Подъемная сила потоков. Законо­мерности движения зерен в потоке. Классификация аппаратов и область их применения.

Тема 15. Обогащение на концентрационных столах и шлюзах

Характеристика процессов обогащения на концентрационных столах.

Теоретические основы расслоения взвесей на столах. Роль нарифлений. Факторы, влияющие на работу столов и регулирование процесса разделения. Типы столов. Выбор и расчет концентрационных столов. Особенность работы шламовых столов.

Теоретические основы процесса концентрации на шлюзах. Устройство шлюзов. Роль минеральной постели в шлюзовом процессе. Факторы, влияющие на работу шлюзов. Требования к подготовке материала для обогащения на шлюзах. Практика применения шлюзов. Технико-экономические показатели. Особенности применения и конструкции шлюзов для обогащения шламов.

Тема 16. Обогащение в желобах и на винтовых сепараторах

Теория процессов обогащения на винтовых сепараторах и винтовых шлюзах. Осо­бенности движения потока и расслоения минеральных взвесей на винтовых сепараторах. Принцип работы, типы винтовых сепараторов и шлюзов. Подготовка исходного материа­ла. Факторы, влияющие на работу винтовых сепараторов. Производительность аппаратов, схемы применения винтовых шлюзов и сепараторов. Технико-экономические данные по обогащению руд и песков на винтовых сепараторах и других аппаратах.

Раздел 6. Специальные виды гравитационного обогащения

Тема 17. Центробежная концентрация, вибрационная и струйная сепарация, промывка и протирка

Центробежные, вибрационные, крутонаклонные и шнековые сепараторы. Теоретические особенности процессов разделения в них. Конструкции. Условия работы. Показа­тели. Подготовка материала. Области применения.

Особенности расслоения зернистых материалов в струйных аппаратах. Принцип действия, типы и устройство струйных концентраторов. Подготовка материала для обогащения. Факторы, влияющие на работу концентраторов. Области применения и практика работы. Технико-экономические показатели.

Характеристика процесса дезинтеграции и промывки, области применения. Физи­ческие свойства глин и других материалов, поступающих в промывку. Классификация промывочных машин, типы и конструкции. Установка и эксплуатация промывочных машин. Схемы промывки. Технико-экономические показатели. Направления по интенсификации процессов дезинтеграции.

Особенности гравитационного разделения в воздушной среде. Принцип действия, устройство пневматических отсадочных машин и сепараторов. Факторы, влияющие на их работу. Подготовка материала. Область применения пневматической концентрации. Технико-экономические показатели. Аэросуспензионное обогащение.

Раздел 7. Технологические схемы и организация производства на гравитационных обогатительных фабриках

Тема 18. Применение различных гравитационных процессов при переработке минерального сырья

Общие принципы построения схем. Подготовка полезных ископаемых для обогащения гравитационными методами. Условия применения различных гравитационных процессов и технологических схем в зависимости от текстурных и структурных особенностей руды. Комбинированные схемы с применением гравитационного обогащения. Технология и аппаратура для глубокого гравитационного обогащения тонкоизмельченных руд, шламов и хвостов.

Типовые схемы гравитационного обогащения руд, углей и песков. Элементы организации производства и техники безопасности в гравитационных цехах обогатительных фабрик. Использование оборотных вод при гравитационном обогащении. Перспективы развития гравитационного обогащения и вопросы охраны окружающей среды.

После проработки раздела следует, пользуясь программой, задать себе вопросы и проверить ответы на них. Ниже приводится ряд таких вопросов для самопроверки по отдельным разделам курса.

Дата добавления: 2015-08-31