Обогащение на жировых поверхностях (так называемый жировой процесс) основано на избирательном закреплении частиц некоторых минералов на границе раздела вода — жир. При протекании пульпы по слою жирового покрытия гидрофобные частицы прилипают к последней и удерживаются на ней, а гидрофильные частицы пустой породы сносятся потоком воды в хвосты.
В промышленной практике процесс обогащения на жировых поверхностях получил применение для доводки черновых алмазных концентратов, выделяемых при обогащении коренных руд и россыпных песков.
Алмазы могут иметь различную смачиваемость как в зависимости от природных свойств, так и при изменении этих свойств в процессе добычи и обработки. Если частицы алмазов недостаточно гидрофобны, то их обрабатывают реагентами-собирателями. В качестве таких реагентов при обогащении алмазов были предложены: автол (получивший наиболее широкое применение), смесь автола и парафина, олеиновая кислота, катионные собиратели, окисленный керосин, китовое кислое масло, нигрол и др. Омасливание протекает более эффективно на влажном материале. При активации влажного материала происходит разрыв гидратных пленок, находящихся на поверхности алмазов, и вытеснение их маслами, в то время как гидратные пленки на гидрофильных частицах пустой породы закреплены прочно и не вытесняются маслами даже при механическом воздействии.
Для успешного разделения необходимо, чтобы гидрофобизующий реагент был нанесен на поверхность алмазов в виде весьма тонкой пленки (порядка мономолекулярной).
Качественные показатели обогащения на жировых поверхностях существенно зависят от физико-химических и механических свойств жировых мазей. Мазь должна быть вязкой, пластичной, не размываться водой и иметь такую прочность, при которой она могла бы удерживать прилипшие частицы. Механическая прочность мази зависит от температуры и времени размешивания ее при изготовлении. Показателем механической прочности мази является ее сопротивление сдвигу λ. Эта величина служит основным критерием при выборе мази. При рабочих температурах λ. обычно лежит в пределах 8—30 г/см2. При доводке черновых концентратов, полученных при обогащении алмазсодержащих руд, в качестве жирового покрытия применяют смеси, имеющие в своем составе в разных соотношениях петролеум, машинные масла, иногда вазелин, парафин и другие в зависимости от свойств руды и температуры поды. Иногда жировое покрытие составляется из двух слоев разных мазей. Общая толщина жирового покрытия составляет от 7 до 16 мм.
Эффективность жирового процесса в значительной степени зависит от частоты и силы ударов частиц о поверхность мази и быстроты выведения прилипших частиц из сферы действия смывного потока воды.
6.1 Аппараты для обогащения на жировой поверхности
Основным оборудованием для обогащения на жировой поверхности являются так называемые жировые столы. Известно несколько конструкций жировых столов периодического и непрерывного действия. Стол периодического действия состоит из нескольких плит (4—8) длиной 200— 375 мм в направлении потока и шириной 900 мм. Плиты смонтированы ступенями на общей раме, которая подвешена на опорах и совершает 170—220 качаний в минуту с величиной хода 6—19 мм, перпендикулярно направлению потока. Плиты устанавливаются наклонно по направлению потока под углом 8—18°, причем для материала большей крупности требуется больший угол наклона, и покрываются слоем жировой мази. Исходная пульпа и смывная вода равномерно подаются на верхнюю плиту и стекают по плитам каскадно. Периодически слой жира вместе с прилипшими алмазами и сопутствующими минералами удаляется вручную скребком, после чего жир вытапливается и охлаждается для повторного применения, а выделенный алмазсодержащий концентрат подвергается дальнейшей обработке.
Жировой стол непрерывного действия (Рисунок 12) состоит из бесконечной резиновой ленты шириной 1 м, натянутой на два барабана, укрепленных на раме, смонтированной па пружинных опорах. Рама совершает колебания в вертикальной плоскости. Один из барабанов является ведущим. Пульпа поступает на ленту по всей ее ширине с одного конца и самотеком сливается на другом конце. Специальным устройством лента непрерывно покрывается жировой мазью. Слой мази с прилипшими к нему алмазами снимается скребком под разгрузочным барабаном. Скорость движения ленты 200— 350 мм/мин.
Установка доводки ООО «ЛЮР» (Рисунок 13) предназначена для извлечения алмазов из концентрата, поступающего с установки ТСС методом липкостной сепарации. Перед разборкой и погрузкой в контейнеры для транспортировки на площадку установка проходит полный цикл испытаний.
Концентрат ТСС подается на оттирочный скруббер, время нахождения материала в котором составляет более 12 мин., что обеспечивает подготовку алмазов для извлечения методом жировой сепарации. После скруббирования материал перекачивается на грохот обезвоживания при помощи струйного насоса, расположенного в нижнем контейнере. Сток классифицирующего грохота поступает обратно на струйный насос, а надрешетный продукт подается в загрузочный бункер жировой сепарации.
Жир, поступающий из жирового насоса, тонким слоем при помощи аппликатора наносится на жировую ленту. Жировая лента расположена под наклоном и движется с малой скоростью. До поступления материала на ленту на находящийся на ленте жир подается контролируемый объем воды. Установленный в нижней части ленты источник вибрации позволяет повысить вероятность прилипания алмазов к жиру за счет их более плотного погружения в жировую массу.
За счет гидрофобных / олеофильный свойств алмазов происходит их прилипание к жиру.
Хвосты смываются с жировой ленты и самотеком через желоб поступают на грохот обезвоживания хвостов. Жира и прилипший к нему материал счищаются с ленты и через передаточный желоб подаются в бак жировой сепарации. Температура воды в баке жировой сепарации поддерживается на уровне 85°С - 90°С. Расплавленный жир всплывает к поверхности воды и перетекает на сторону слива и далее в отделение для хранения, которым оборудован бак жировой сепарации.
Из отделения для хранения жир в расплавленном виде прокачивается двумя насосами через теплообменники, охлаждаемые специальным холодильным аппаратом, и далее -на аппликатор, как описано выше.
Концентрат накапливается в донной части бака жировой сепарации, откуда он удаляется для обезжиривания при помощи непенящегося моющего средства. Стадия обезжиривания полностью автоматизирована.
