Теоретические представления о расслоении частиц в постели отсадочной машины
В нижних слоях концентрируется тяжелый продукт, а в верхних - легкий. Материал, подвергаемый расслоению и осевший на отсадочном решете, называют естественной постелью. Тяжелый продукт из отсадочной машины разгружается через специальные шиберные устройства и решето, а легкий - потоком разделительной среды через сливной порог. При обогащении мелкозернистого материала крупностью <10 (13) мм на решето укладывают слой искусственной постели из другого материала, который по плотности меньше тяжелого, но больше легкого минерала разделяемой смеси, по крупности в 2-2,5 раза больше самого крупного зерна разделяемой смеси. В качестве искусственной постели используются гематит, магнетит, ферросилиций, металлическая дробь и др. Слой искусственной постели предотвращает прохождение мелких легких зерен под решето машины и тем самым препятствует засорению тяжелого продукта легкими зернами. В практике обогащения отсадке подвергают полезные ископаемые крупностью от 0,25 (0,5) до 150 (250) мм.
Свойства постели отсадочных машин
Постель отсадочной машины характеризуется основными свойствами: плотностью, высотой, разрыхленностью, гранулометрическим составом, фракционным составом. При регулировании процесса учитываются все отмеченные взаимосвязанные факторы. Плотность постели, зависящая от разрыхленности, гранулометрического состава, фракционного состава и др., является основным фактором, используемым в автоматическом регулировании и контроле процесса отсадки. Разрыхленность постели характеризуется коэффициентом разрыхления θ, который изменяется по высоте слоя. С уменьшением крупности частиц при постоянных числе и амплитуде колебаний воды разрыхление слоя увеличивается от минимального в сплоченном состоянии до максимального, а затем убывает. Для постели, состоящей из однородных частиц, разрыхление нижних слоев выше, чем верхних. Для широко классифицированного материала постели минимальное разрыхление имеют средние по высоте постели слои, максимальное - верхние и нижние. При постоянной амплитуде колебаний с увеличением числа колебаний разрыхление постели увеличивается до некоторого предела, а затем убывает, приближаясь к разрыхленности в сплоченном состоянии. В постели отсадочной машины под действием пульсирующего и горизонтального потоков среды вся разделяемая смесь распределяется по плотности и крупности наклонными слоями в виде веера от загрузки в сторону разгрузки продуктов обогащения.
Циклы отсадки
Циклом отсадки называется закономерное изменение перемещения среды в постели отсадочной машины в течение одного периода колебаний. За период действия восходящего и нисходящего потоков для любого цикла характерны подъем, пауза и опускание среды. Для некоторых циклов характерно отсутствие одного из отмеченных элементов. Характер цикла изменяется при подаче подрешетной воды. При этом чаще всего циклы становятся асимметричными. Циклы отличаются между собой продолжительностью действия отдельных элементов.
24. Классификация отсадочных машин
Отсадочные машины классифицируются по следующим признакам:
1.По типу сред разделения: гидравлические; пневматические; суспензионные; с водовоздушной смесью.
2.По конструкции приводного механизма: поршневые; диафрагмовые; с подвижными конусами; с подвижным решетом; с лопастным приводом; с гидравлическим пульсатором; беспоршневые (воздушно-золотниковые).
3. По направлению движения разгружаемого продукта: прямоточные; противоточные.
4.По способу разгрузки продуктов обогащения: с шиберной разгрузкой; с разгрузкой через решето; с комбинированной разгрузкой через шибер и решето.
5.По числу ступеней: одноступенчатые (однокамерные); двухступенчатые; трехступенчатые; многоступенчатые.
6.По целевому назначению: для обогащения крупнозернистого материала; для обогащения мелкозернистого материала; для обогащения неклассифицированного материала; шламовые.
7.По расположению приводного механизма: с боковым расположением от решета машины; с воздушной камерой, поршнем, диафрагмой, конусами под решетом машины; с расположением пульсаторов между двумя решетами машины; с надрешетным расположением воздушных камер.
Гидродинамические параметры отсадки
К гидродинамическим параметрам отсадки относятся: расход воды ( подрешетной, транспортной, общий расход); содержание твердого (отношение Т:Ж); давление воды; реологические свойства (плотность, вязкость и т.д.)
25. Конструкции отсадочных машин с подвижным решетом
Отсадочные машины с подвижным решетом производительностью до 25 т/ч применяют для отсадки крупных и средних классов (3—40 мм) мытых марганцевых и железных руд. Они имеют обычно двух-, трех- и четырехсекционные решета 1 (рабочей площадью 2,9—4,0 м2), движение которых (10—80 мм) от эксцентрикового привода 3 создает восходящие и нисходящие потоки воды (с частотой до 180 мин-1). Продвижению материала вдоль решета способствуют небольшой уклон короба (около 5°) и ступенчатое расположение секций решета.
26. Конструкции диафрагмовых отсадочных машин
Диафрагмовые отсадочные машины широко применяются при обогащении руд черных и редких металлов крупностью до 30 мм. Наиболее распространенными являются машины с вертикальной диафрагмой в перегородке между двумя последовательными ступенями. Она состоит из двух камер. Низ корпуса каждой камеры соединен при помощи резиновой кольцевой диафрагмы и цилиндрической обечайки с подвижной конической воронкой. Эти воронки шарнирно закреплены на раме-коромысле и соединены между собой пружинящей рессорой. Рама-коромысло получает качательное движение от электродвигателя через клиноременную передачу и вертикальный шатунно-экцентриковый механизм. В рабочих камерах между трафаретными решетками установлены решета, на которые загружается постель толщиной, зависящей от крупности обогащаемого материала. Подрешетная вода в камеры подается через коллектор. Руда поступает на слой постели. Тяжелые зерна разгружаются из конической части первой камеры, промпродукт – из конической части второй камеры, легкие зерна уходят в слив через регулируемый порог.
27. Что называется циклом Томаса, Берда, Майера
Цикл Майера характеризуется кратковременностью действия восходящего и нисходящего потоков и длительностью паузы. Цикл Берда характеризуется большей величиной скорости восходящего потока и малой длительностью его действия по сравнению со скоростью и длительностью действия нисходящего потока; пауза отсутствует; t„ = 0. Цикл Томаса характеризуется малой скоростью восходящего потока и большой длительностью его действия по сравнению со скоростью и длительностью нисходящего потока. Значительный период скорость восходящего потока имеет постоянное значение.
28. Отсадка. Теоретические основы отсадки
Отсадка является одним из процессов гравитационного обогащения полезных ископаемых, основанным на разнице скоростей движения минеральных зерен в пульсирующей среде разделения. Отсадка осуществляется в отсадочных машинах. Исходный материал подвергается разделению на слои, отличающиеся по плотности и крупности, которые формируются на отсадочном решете в результате периодического действия восходящих и нисходящих струй разделительной среды, обусловленного работой приводного механизма. В нижних слоях концентрируется тяжелый продукт, а в верхних – легкий. Материал, подвергаемый расслоению и осевший на отсадочном решете, называют естественной постелью. Тяжелый продукт из отсадочной машины разгружается через специальные шиберные устройства и решето, а легкий - потоком разделительной среды через сливной порог. При обогащении мелкозернистого материала крупностью <10 (13) мм на решето укладывают слой искусственной постели из другого материала, который по плотности меньше тяжелого, но больше легкого минерала разделяемой смеси, по крупности в 2-2,5 раза больше самого крупного зерна разделяемой смеси. В качестве искусственной постели используются гематит, магнетит, ферросилиций, металлическая дробь и др. Слой искусственной постели предотвращает прохождение мелких легких зерен под решето машины и тем самым препятствует засорению тяжелого продукта легкими зернами.
29. Технологические параметры процесса отсадки
На процесс отсадки оказывают влияние следующие факторы:
Зависящие от исходного материала: крупность;
гранулометрический состав; фракционный состав; физико-механические свойства (форма зерен, прочность и др.); производительность (удельная нагрузка).
3. Гидродинамические: расход воды (подрешетной, транспортной, общий расход); содержание твердого (отношение жидкого к твердому); давление воды; реологические свойства (плотность, вязкость и т. д.)
4. Аэродинамические (для воздушно-пульсационных машин): расход воздуха; давление воздуха;количество воздуха на 1 т обогащаемого материала; реологические свойства.
5. Аэрогидродинамические: цикл отсадки; частота пульсаций; амплитуда пульсаций.
6. Конструктивные: способ разгрузки тяжелых продуктов; способ создания пульсаций в отсадочной камере; число ступеней в машине;
30. Разгрузочные устройства тяжелых продуктов отсадочных машин
Разгрузка тяжелых продуктов является одной из важнейших операций процесса отсадки. Различают разгрузочные устройства с вертикальной щелью и горизонтальной щелями. Разгрузочные устройства с вертикальной щелью оснащаются исполнительными органами в виде плоского или секторного шибера качающегося участка решета или лотка (рисунок 12.2). В устройствах с горизонтальной разгрузочной щелью и аккумулирующим карманом применяются лотковые, секторные и роторные затворы, осуществляющие полное или частичное закрывай выпускного отверстия. Иногда в одном разгрузочном устройстве предусмотрено сочетание двух исполнительных элементов: шибера для регулирования сечения разгрузочной щели и роторного разгрузчика для выгрузки продукта из кармана. В новых конструкциях машин положение дозирующего органа (шибера) регулируется автоматически. Если автоматизирована разгрузка тяжелого продукта основным разгрузочным устройством (ротором), то дозирующее устройство (шибер) выполняет вспомогательную роль и его положение фиксируется в процессе.
31. Основные узлы отсадочных машин
32. Теоретические основы обогащения в безнапорном струе воды, текущей по наклонной плоскости
Этот метод гравитационного обогащения основан на различии ха-рактера движения зерен под влиянием динамических воздействий на них струй воды. Разделение осуществляется в наклонных потоках малой глубины (толщины). Обычно глубина потока не превышает 10-кратного размера максимального зерна обогащаемой смеси. Известно много аппаратов, в которых используется данный принцип обогащения, но основными являются: концентрационные столы, шлюзы, винтовые сепараторы, струйные желоба и струйные концентраторы, конусные сепараторы. Общим для всех является то, что движение пульпы происходит по наклонной поверхности под действием силы тяжести. При этом углы наклона аппаратов (в направлении потока) составляют: 2-10° - для столов и шлюзов; 9-12° - для винтовых сепараторов и 14-18°-для суживающихся желобов. Они значительно меньше углов трения минеральных зерен в воде (от 30 до 40° для различных минералов по железу и линолеуму). Это приводит к тому, что материал (даже оседающий на дно потока) транспортируется в подобных потоках (за исключением аппаратов с подвижным дном) за счет гидродинамической, влекущей силы наклонного потока.
33. Движение зерен в безнапорном наклонном потоке
Различают следующие виды движения зерен в наклонном потоке:
1)движение влечением по дну потока или по поверхности ранее отложившихся зерен путем качения или скольжения;
2)скачкообразное (прерывисто взвешенное) движение, илисальтация, когда зерна некоторое время движутся влечением,
а затем взвешиваются и переносятся потоком на некоторой высоте, после чего опять падают, и т. д. При этом высота взвешивания у зерен различна, т. е. различно время пребывания их в зоне высоких скоростей. Следовательно, разной оказывается и дальность скачков;
3) движение в непрерывно-взвешенном состоянии.
Характер движения зерен в потоке зависит от скорости и глубины потока, состояния дна, гидравлической крупности частиц и концентрации зерен в потоке.
34. Взвешивающая способность потоков
Движение частицы возможно, если подъемная сила превысит составляющую силы веса зерен в среде Р в этом случае зерно получит вертикальное перемещение или когда сила гидродинамического давления потока на зерно превзойдет силу трения Рт (в этом случае зерно будет скользить или катиться по дну потока). Одной из причин появления подъемной силы в потоке являете вертикальная составляющая профильного сопротивления обтекаемого зерна. В тонких наклонных потоках вблизи дна на тело действует кроме архимедовой подъемная сила, достигающая по величине 0,8 силы лобового давления. С увеличением расстояния между частицей и дном асимметрия обтекания ее г током сглаживается и подъемная сила уменьшается. Сила профильного сопротивления, связанная с асимметрией обтекания, зависит также и от степени сплоченности лежащих частиц. При увеличении разрыхленности слоя зерен она уменьшается. Другая причина появления подъемных сил в потоке - это турбулизация его. При этом следует учитывать как возникновение вертикальных составляющих скоростей самой жидкости в потоке, так и пульсационную структуру его скоростного поля. Поскольку пульсации скорости потока являются случайными (за исключением низкочастотных, крупномасштабных), поэтому основой этих представлений служат вероятностные или статистические закономерности. Условия отрыва частиц от дна определяются пульсационными характеристиками горизонтальной составляющей скорости, которые вызывают изменение гидродинамического давления на частицы. Возникающий градиент давления направлен вверх, в зону более высоких скоростей (т. е. более низких давлений). При этом взвешивание частиц, т. е. движение Их в вертикальном направлении, происходит под действием более мелких вихрей, определяемых донной шероховатостью и градиентом скорости у дна. Эти придонные вихри существуют кратковременно, возникновение их случайно, а разрушение связано с постепенным подъемом и увлечением во вращение новых масс жидкости.