§ 4. Отсадка. Механические классификаторы

Отсадкой называют процесс гравитационного обогащения по­лезных ископаемых, заключающийся в разделении смеси зерен минералов на слои различной плотности под воздействием потока водной среды в вертикальном направлении.

Отсадку осуществляют на решете отсадочной машины, уста­новленном поперек водного потока, создаваемого тем или иным способом. Струи воды проходят через отверстия решета и попере­менно поднимают и опускают постель из лежащих на решете ми­неральных зерен, которая при этом разрыхляется. Под воздействи­ем гидродинамических сил минеральные зерна движутся с различ­ными скоростями: легкие быстрее движутся вверх в восходящей и медленнее вниз в нисходящей струях воды, чем зерна тяжелые.

В результате постель расслаивается по высоте и в ней обра­зуются слои зерен различной плотности. В нижних слоях кон­центрируются крупные тяжелые зерна (концентрат), выше – круп­ные легкие зерна в смеси с мелкими тяжелыми зернами и срост­ками, в самом верхнем слое – легкие мелкие зерна. В конце ре­шета отсадочной машины нижний слой постели через шиберное устройство попадает в подрешетное пространство, а верхний – через порог в слив. Движение материала вдоль решета происхо­дит под действием горизонтального потока воды.

Для отсадки применяют разные типы отсадочных машин. В за­висимости от характера действия струй различают машины с пе­ременным действием восходящих и нисходящих струй воды и ма­шины с пульсирующим действием прерывистой восходящей струи. Машины первой группы изготовляют с подвижным и неподвиж­ным решетом. В последних движение восходящей струи воды со­здается движением поршня или диафрагмы. В беспоршневых ма­шинах образование нисходящей и восходящих струй вызывается движением решета, помещенного в резервуаре с водой.

Производительность отсадочных машин в зависимости от ти­па машины и крупности обогащаемой руды колеблется от 0,5 до 30 т/ч.

Обогащение по упругости основано на разнице траекторий, по которым отбрасываются частицы минералов, имеющие различную упругость при падении на плоскость.

Разделение частиц по упругости нашло некоторое применение при обогащении строительных материалов, щебня и гравия для производства бетона высоких марок. Сепаратор работает следу­ющим образом. Исходный материал с высоты 0,5 м падает из во­ронки на заданную образующую стального барабана диаметром 100 мм. Барабан вращается с окружной скоростью 10,5 м/с. При этом более упругие (прочные) куски отскакивают по одну сторо­ну барабана, а менее упругие (непрочные)– отскакивают от барабана на незначительную высоту и увлекаются им в другую сторону.

§ 5. Магнитное и электрическое обогащение

Магнитное обогащение полезных ископаемых основано на использовании магнитных сил, с помощью которых происходит от­деление минералов, обладающих магнитными свойствами, от ми­нералов со слабым проявлением этих свойств. Магнитные силы, используемые при обогащении, проявляются при взаимодействии магнитных и электрических явлений в специальных машинах, на­зываемых магнитными сепараторами.

При внесении зерна минерала в неоднородное магнитное поле кроме вращающегося момента, который повернет эту частицу в направлении силовых линий, на зерно будет действовать еще си­ла притяжения или отталкивания. Проявление этой силы притя­жения является главным условием, определяющим возможность отделения магнитных минералов от немагнитных. Зерна магнит­ных минералов будут притягиваться к полюсам электромагнитов, если действующая на зерна магнитная сила будет больше силы тяжести минерала (рис. ХХ1.3).

Рис. ХХ1.3. Барабанный сепаратор с радиальной системой для су­хого обогащения

	Рис. XXI.4. Схема электростатического сепаратора с газовым электродом

Притяжение магнитных минералов усиливается в неоднород­ном магнитном поле; чем больше неоднородность магнитного по­ля, тем больше силы притяжения зерен минералов. Магнитные минералы в неоднородном магнитном поле сепаратора испытыва­ют притяжение в сторону сгущения силовых линий независимо от полярности полюсов. Вследствие этого магнитные сепараторы изготовляют обычно с формой полюсов, обеспечивающей наибольшее сгущение силовых линий и увеличивающей магнитную силу ноля.

Магнитное обогащение имеет наиболее широкое применение при обогащении магнетитовых руд. Сухое и мокрое обогащение в настоящее время осуществляют в основном на магнитных и электромагнитных барабанных сепараторах.

Магнитные поля сепараторов создаются электромагнитными системами или системами из постоянных магнитов. Сильные поля для слабомагнитных руд создаются электромагнитны­ми системами.

Многолетний опыт при­менения магнитного обога­щения доказал возможность получения концентрата с со­держанием железа до 65,6% в широких промышленных масштабах.

Электрическое обогаще­ние (сепарация) руд осно­вано на различии электриче­ских свойств разделяемых минералов. Изучение пове­дения различных минералов в электрическом поле при различно заряженных электродах показало, что одни ми­нералы при перемене поляр­ности электродов всегда от­клоняются в сторону только одного электрода, другие на

перемену полярности не реагируют. Зная поведение минералов при различной полярности электродов, можно судить о возможности их разделения в электростатическом поле.

Эффективное разделение минералов электрическими методами обогащения ограничено крупностью минеральных частиц в пре­делах 0,1÷2,0 мм.

Электрическую сепарацию чаще всего применяют при доводке концентратов в комбинации с другими методами обогащения, а также в тех случаях, когда обогащение другими методами мало­эффективно или невыгодно с экономической точки зрения. Обо­гащение осуществляется успешно, если компоненты минеральной смеси значительно различаются по величине проводимости.

В сепараторах, производящих разделение минералов на осно­ве различия электропроводности, электрический заряд частицам минералов передается путем их непосредственного соприкоснове­ния с металлическим электродом сепаратора, изготовляемым обычно в форме цилиндрического пустотелого барабана. Основны­ми частями электрических сепараторов являются: зарядное уст­ройство или электризатор, в котором производится зарядка мине­ралов; собственно сепарирующая часть, в которой происходит разделение частиц, и высоковольтный агрегат.

На рис. ХХI.4 приведена схема электростатического сепара­тора, в котором электродами являются заземленный барабан 1 диаметром 150 мм, острие 2 и наполненная аргоном, неоном или ге­лием газовая трубка 3.

Материал, подлежащий сепарации, из бункера 4 питателем 5 подается на барабан. Притянутые к барабану минералы удаляют­ся с его поверхности щеточным устройством 6. За питателем уста­новлена экранирующая плоскость 7 для усиления воздействия га­зовых ионов на минералы.

Отклоняющий газовый электрод располагают параллельно ба­рабану и заряжают отрицательно током напряжения до 15÷20 кВ. Назначение газотрубного электрода состоит в усилении от­клонения проводящих частиц минералов, что способствует улучше­нию разделения минералов с различной электропроводимостью. Проводящие частицы после сепарации поступают в приемник 8, в приемнике 9 собираются промпродукты, а в приемнике 10 –непроводящие частицы. Качество продуктов сепарации, разгружа­ющихся в отдельные приемники, регулируют делительными пере­городками 11.