Обогащение полезных ископаемых - это комплекс технологических мероприятий, направленных на повышение концентрации полезных компонентов в минералах, добытых из недр.
Процесс обогащения занимает промежуточное положение между добычей и последующей переработкой полезных компонентов. Он обусловлен технологией дальнейшей переработки полезных ископаемых.

В результате обогащения получают следующие продукты:

• концентрат – продукт, содержащий максимальное количество полезного компонента;
• промежуточный продукт (промпродукт) – занимающий промежуточное положение по качеству между концентратом и отходами;
• отходы - продукт, содержащий минимальное количество полезного компонента.[1]

Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию, которая в свою очередь способствовала развитию угольной промышленности, обеспечив её более современной технологией.[2]

Целью обогащения угля является отделение ценных минералов от пустой породы, доведение качества концентрата до параметров, предъявляемых потребителями.

Качество продуктов обогащения углей оценивается следующими показателями:

• зольность (Аd, %), характеризует количество негорючего остатка после сжигания единицы массы продукта;
• влажность (Wr,%), характеризует содержание влаги в единице массы продукта;
• содержание серы - сернистость (Sd,%), характеризует содержание серы в углях или продуктах обогащения;
• содержание летучих веществ (Vd,%) - характеризует содержание углеводородов в угле.[3]

На обогатительных фабриках для обогащения и обессеривания углей крупностью 20 - 0 мм, направляемых затем на сжигание в электростанциях, используют отсадочные машины и винтовые сепараторы.

Оценка эффективности процессов, протекающих в выше перечисленном оборудовании, является целью данной работы.

Для реализации поставленной цели я изучила технологию обогащения углей в отделе переработки угольных шламов обогатительной фабрики «Пяст».

Мною были опробываны исходное сырьё и продукты разделения для отсадочной машины и для винтовых сепараторов.
Был проведен фракционный анализ для образцов проб исходного сырья, концентрата и отходов. Отдельные фракции, в свою очередь, были подвержены химическому анализу для определения содержания в них золы и серы.
На основании результатов фракционных и химических анализов были построены кривые обогатимости и кривые разделения как для отсадочных машин, так и для винтовых сепараторов. Данные с кривых послужили основанием для определения показателей точности и эфективности процесса разделения, с помощью которых были определены степени обогащения и обессеривания концентратов.

Отсадка — разновидность процесса обогащения, основанная на различной плотности разделяемых зерен и скорости их оседания их в воде.

В отсадочных машинах создаются многократно повторяющиеся восходящие и нисходящие потоки воды (пульсации), в результате чего более легкие зерна минералов, имеющие меньшую плотность, оказываются в верхней части слоя, а тяжелые, имеющие большую плотность, - в нижней часте (анимация 1).

Рисунок 1 - Цикл пульсации диафрагмовой отсадочной машины
(анимация: объём – 48,0 КБ; размер – 397x465; количество кадров – 8; задержка между кадрами – 60 мс; задержка между последним и первым кадрами – 60 мс; количество циклов повторения – 10)

Отсадочные машины разделяют на:

– механические

– пневматические (беспоршневые).

В машинах первого вида пульсация воды вызывается движением поршня, диафрагмы, решета, второго — сжатым воздухом.

Эффективность отсадки зависит от крупности обогащаемого материала, конструктивных особенностей агрегатов, частоты пульсации воды и изменения ее уровня, высоты слоя материала (постели), расхода воды и т.д.[4]

Производительность механических отсадочных машин 45—60 т/ч. Они рекомендуются для предприятий малой мощности. Наиболее распространены надежные пневматические машины с производительностью до 500 т/ч. Как правило, на отсадку подается классифицированный материал фракций 5—20 мм, 5—40 мм, 20—70 мм, 13—125 мм. Некоторые машины могут сами классифицировать на фракции поступающий материал.

Отсадка — менее точный, но более простой способ разделения материалов по плотности, чем обогащение в тяжелых средах. Экономически этот способ более выгоден, чем обогащение материалов в тяжелых средах, так как в одной отсадочной машине могут совмещаться несколько трудоемких операций:

– разделение зерен по прочности,

– классификация материалов по крупности,

– интенсивная промывка.