W Y K O N Y W A N I E T E S T Ó W F I L T R A C J I Z A W I E S I N I L A S T Y C H

Transkrypt

1 - 1 - W Y K O N Y W A N I E T E S T Ó W F I L T R A C J I Z A W I E S I N I L A S T Y C H Andrzej Pytliński zawartość : stron tekstu...7 tablic...1 rysunków...1 B o l e s ł a w i e c 2012 nr arch. 05/2012 Testy filtracji 1/8

2 - 2 - Spis treści 1. WPROWADZENIE PRZYGOTOWANIE ZAWIESINY DO BADAŃ TESTOWYCH WYKONANIE TESTU FILTRACJI INTERPRETACJA WYKAZ URZĄDZEŃ DO WYKONANA TESTÓW FILTRACJI... 6 Testy filtracji 2/8

3 WPROWADZENIE Filtracja jest procesem krytycznym przy wzbogacaniu surowców ilastych. Skłonność wzbogaconej zawiesiny do filtracji i cykl filtracji w prasach filtracyjnych są czynnikami decydującymi o wydajności i kosztach wzbogacania. Z tego powodu pozyskanie nawet przybliżonych informacji o skłonności zawiesiny ilastej do filtracji i przewidywaniu czasu filtracji jest bardzo ważne w prowadzeniu zakładu przeróbczego wzbogacania surowców ilastych. W praktyce prowadzenie zakładu przeróbczego stosowane są trzy rodzaje testów filtracji: 1. Test F-1 wykonywany na zawiesinie uzyskanej z surowca złożowego wzbogaconego w warunkach laboratoryjnych. 2. Test F-2 wykonywany na zawiesinie produkcyjnej wzbogaconej przemysłowo i kierowanej do filtracji. 3. Test F-3 wykonywany na zawiesinie uzyskanej wtórnie z gotowego produktu. Test F-1 stosowany jest do oceny i programowania surowca kierowanego do przeróbki. Test F-2 stosowany jest do oceny prawidłowości prowadzenia procesu wzbogacania i stałości parametrów produkcji. Test F-3 stosowany jest do badań porównawczych wytworzonego produktu np. badań miesięcznych, badań porównawczych produktów konkurencyjnych i badań produktów przewidzianych do produkcji w przyszłości. Testy filtracji 3/8

4 PRZYGOTOWANIE ZAWIESINY DO BADAŃ TESTOWYCH PRZYGOTOWANIE ZAWISINY DO TESTU F-1. Zawiesinę do testów F-1 przygotowuje się z materiału złożowego pozyskanego w toku eksploatacji złoża, opróbowania ścian kopalni, odwiertów lub pozyskanego w inny sposób materiału złożowego. Do testów pobiera się materiał złożowy wilgotny o wilgotności złożowej, rozdrobniony do 5 mm i uśredniony. Ilość surowego materiału złożowego potrzebnego do przygotowania zawiesiny zależy od zawartości składnika użytecznego w surowcu i wynosi: Dla surowców o zawartości składnika użytecznego 1) do 20% 750 g 20 50% 550 g 50 80% 250 g powyżej 80% 150 g Odważoną ilość surowca złożowego wprowadza się do naczynia o pojemności cm 3 i zalewa trzykrotną ilością wody wodociągowej. Rozmywanie surowca może być prowadzone mechaniczne, mieszadłem śmigłowym lub ręcznie drewnianą łopatką. Zwykle do całkowitego rozmycia potrzeba 30 min pracy mieszadła lub rozmywania ręcznego. Uzyskaną zawiesinę w naczyniu do rozmywania rozcieńcza się wodą wodociągową, miesza i pozostawia w bezruchu na okres 1 minuty. Po upływie tego czasu górną część zawiesiny zlewa się na sito 100 µm zbierając przesiew do dużego pojemnika ( 8 10 dm 3 ). Jeżeli na sicie 100 µm zatrzymała się znaczna ilość materiału to może ona być nawrócona do naczynia użytego do rozmywania następnie naczynie ponownie dopełnia się wodą wodociągową, miesza, pozostawia na okres 1 minuty i zlewa na sito jak poprzednio, łącząc przesiewy. Czynność dopełniania wodą i przesiewania powtarza się 4 5 razy aż do całkowitego odmycia składnika użytecznego. Połączone przesiewy, po wymieszaniu pozostawia się do dnia następnego, do zagęszczenia sedymentacyjnego. Po zagęszczeniu, zlewarowuje się klarowną wodę nadosadową. Zagęszczoną zawiesinę przelewa się do zlewki na 1000 cm 3 i przez rozcieńczanie wodą wodociągową doprowadza się do gęstości d = 1,140 ± 0,002 ( od 1,138 do 1,142 g / cm3 ). Zawiesina o tej gęstości jest gotowa do wykonania testu filtracji i może być przechowywana w zamkniętej butelce przez kilka dni. Objętość przygotowanej zawiesiny powinna być większa od 500 cm 3. 1 Oznaczenie zawartości składnika użytecznego - Testy filtracji 4/8

5 PRZYGOTOWANIE ZAWIESINY DO TESTU F-2. Do wykonania testu F-2 pobiera się zawiesinę produkcyjną z zakładu przeróbczego, zgromadzoną w zbiorniku głównym do filtracji w prasach filtracyjnych. Pobraną próbkę zawiesiny produkcyjnej (około 1 dm 3 ) rozcieńcza się wodą wodociągową do gęstości d = 1,14 ± 0,002 ( od 1,138 do 1,142 g / cm3 ). Zawiesina o tej gęstości jest gotowa do wykonania testu filtracji może być przechowywana w zamkniętej butelce przez kilka dni. W szczególnych warunkach pracy zakładu przeróbczego, np. w porze zimowej, gęstość zawiesiny produkcyjnej może być mniejsza aniżeli 1,140 g / cm3. W takim przypadku pobraną próbkę zawiesiny pozostawia się w bezruchu do dnia następnego. Zebraną na górze klarowną wodę zlewarowuje się i zagęszczoną zawiesinę rozcieńcza do gęstości d = 1,140 ± 0,002 g / cm PRZYGOTOWANIE ZAWIESINY DO TESTU F-3. Test filtracji F-3 wykonuje się dla próbek gotowego wzbogaconego produktu np. z miesięcznej próbki kontrolnej, próbek produktów z obcych firm konkurencyjnych itp. Próbkę materiału wzbogaconego do przygotowania zawiesiny rozdrabnia się na tarce do okruchów około 5 mm i naważa się w stanie wilgotnym około 200 g materiału przeznaczonego do badania. Próbkę przeznaczoną do sporządzenia zawiesiny wprowadza się do naczynia na 1000 cm 3, zlewa wodą do 600cm 3 i rozmywa mechanicznie śmigiełkiem lub ręcznie drewnianą łopatką. Zwykle na całkowite rozmycie potrzeba 30 minut pracy mieszadła lub ręcznego rozmywania. Uzyskaną zawiesinę cedzi się przez sito 0,5 mm w celu oddzielenia przypadkowych zanieczyszczeń i sprawdzenia całkowitego rozmycia. Następnie zawiesinę rozcieńcza się wodą wodociągową do gęstości d = 1,140 ± 0,002 g / cm3. Zawiesina o tej gęstości jest gotowa do wykonania testu i może być przechowywana w zamkniętej butelce przez kilka dni. 3. WYKONANIE TESTU FILTRACJI. Przygotowaną zawiesinę o gęstości d = 1,140 ± 0,002 miesza się i odmierza 500 cm 3 zawiesiny w cylindrze miarowym. Temperaturę zawiesiny należy doprowadzić do poziomu 21 ± 1 C. Do wykonania testu uruchamia się zestaw filtracyjn y (rys.1) z lejkiem Büchnera o średnicy 160 mm i powierzchni filtracyjnej 2,00 dm 2. Pakiet filtracyjny na lejku Büchnera przygotowuje się z płótna podkładowego bawełnianego (nie z płótna filtracyjnego) oraz bibuły filtracyjnej. Pakiet zwilża się wodą i układa ściśle na pokładzie lejka Büchnera. Uruchamia się pompę próżniową i zakłada lejek na kolbę ssawkową. Na manometrze powinien być widoczny opór filtru ( około 5% poróżni). Jeżeli opór filtru jest widoczny, do lejka wlewa się łagodnym ruchem przygotowane 500 cm 3 zawiesiny. Po zalaniu lejka ciśnienie szybko spada. Testy filtracji 5/8

6 - 6 - Jednocześnie z zakończeniem nalewania zawiesiny uruchamia się stoper. W pierwszej minucie filtracji ciśnienie powinno osiągnąć wartość 90% próżni. Następnie, po upływie 10 minut filtracji, otwiera się zawór zapowietrzający i zdejmuje się lejek Büchnera z kolby ssawkowej. Objętość filtratu, wyfiltrowanego w testowych warunkach w czasie 10 minut wyrażona w cm 3, stanowi wartość, testu filtracji. W przypadku wykonania testu F-1 i ewentualnie również testu F-2, po zmierzeniu objętości filtratu, lejek Büchnera z filtrowaną zawiesiną można ponownie nałożyć na kolbę próżniową i dokończyć filtrację aż do zaniku filtratu. Uzyskany placek filtracyjny jest materiałem do wykonania ewentualnych innych badań n.p. testu kolorystycznego, analizy chemicznej lub ziarnowej. 4. INTERPRETACJA. W zależności od uzyskanych wartości testu filtracyjnego można przewidywać przemysłowe warunki filtracji Tablica 1 Lp. Wartość testu w cm 3 Charakterystyka filtracji Przewidziany czas filtracji 1. Poniżej 100 cm 3 Filtracja bardzo trudna Powyżej 8 godzin cm 3 Filtracja trudna i powolna 5 8 godzin cm 3 Filtracja normalna 4 5 godzin cm 3 Filtracja szybka 2,5 4,0 godzin 5. powyżej 210 cm 3 Filtracja bardzo szybka Poniżej 2,5 godziny 5. WYKAZ URZĄDZEŃ DO WYKONANA TESTÓW FILTRACJI. Standardowe, podstawowe wyposażenie laboratoryjne do badania materiałów ilastych. Urządzenia do rozdrabniania, uśredniania i dzielenia próbek. Wagi, cylindry miarowe, pojemniki z PE na 1000, 2000, 3000, 5000, oraz cm 3, mieszadło śmigłowe. Kolby miarowe na 100 cm 3, kalibrowane do pomiaru gęstości, termometry elektroniczne. Zestaw do filtracji próżniowej (rys.1) w tym: o Pompa próżniowa o wydajności 20 dm 3 /min, o Kolby próżniowe 2 dm 3 2 sztuki, o Manometr próżniowy 0 100% próżni, Testy filtracji 6/8

7 - 7 - o Lejek Büchnera o średnicy wewnętrznej 160 mm i powierzchni podkładu 2,00 dm 2 o Zestaw węży grubościennych, próżniowych ok. 2 m łącznie o Statyw do zamontowania manometru. Stoper lub zegar do pomiaru czasu z dokładnością do 1 sek. K O N I E C Testy filtracji 7/8

8 - 8 - Rys1. Zestaw urządzeń do testów filtracji. 1 Pompa próżniowa, 2 kolba próżniowa olejowa, 3 manometr próżniowy, 4 kolba próżniowa filtratu, 5 lejek Büchner a Testy filtracji 8/8