Контрольні питання

1. Суть процесу збагачення в рухомому потоці води.

2. Сили, що діють на частку матеріалу в похилому водному потоці.

3. Області застосування обладнання для збагачення в пото-ці води.

4. Принцип дії коливалього концентраційного стола.

5. Характер розділення матеріалу на концентраційному столі.

6. Конструктивні особливості й різновиди концентрацій-них столів.

7. Приводи концентраційних столів.

8. Фактори, що впливають на процес розділення часток матеріалу на концентраційному столі.

9. Визначення продуктивності концентраційних столів.

10. Пневматичні столи для сухого збагачення.

11. Шлюзи і їхнє призначення.

12. Принцип дії та особливості експлуатації шлюзів.

13. Вибір раціональних параметрів шлюзів.

14. Існуючі конструктивні різновиди шлюзів.

15. Жолоби, що звужуються. Різновиди обладнання, засно-вані на їхньому використанні.

16. Принцип дії струминного концентратора.

17.Конструктивні особливості конусних сепараторів.

18. Гвинтові сепаратори й особливості процесу розділення часток на них.

19. Сфери застосування гвинтових сепараторів.

20. Конструктивні особливості гвинтових і шнекових сепа-раторів.

21. Конструкції від сікачів концентрату гвинтових сепараторів.

22. Розрахунок продуктивності гвинтових сепараторів.

2.5. Обладнання для збагачення у важких середовищах

Особливості процесу збагачення.

Збагачення у важких середовищах - процес поділу корисних копалин за густиною компонентів у гравітаційному полі з використанням спеціального розділового середовища з підвищеною (у порівнянні з водою) густиною. У цьому випадку частки мінералів із густиною вище густини середовища будуть тонути в ньому, а частки із густиною нижче - спливати. Можливе використання відцентрових сил, а також збагачення в повітряних сумішах (аеросуспензіях).

В якості важких суспензій найчастіше використовують суспензії тонкодисперсних важких мінералів (обважнювачів) у воді. Для цього застосовують мінерали – пірит, барит, магнетит, галеніт, глину, пісок, а також свинець і сплав феросиліція. Їхня густина коливається в межах 2,5-7,5 т/м³, а густина суспензії досягає 1,5-3,5 т/м³.

Кромі важких суспензій застосовують також органічні важкі рідини (трихлоретан – 1,46 т/м³, діброметан – 2,17 т/м³, бромформ - 2,18 т/м³ й ін.) і водяні розчини солей (хлористого кальцію - 1,65 т/м³, хлористого цинку - 2,07 т/м³ й ін.).

Суспензія повинна відрізняться стійкістю, тобто здатністю зберігати постійну густину у різних шарах по висоті апарата. Інакше кажучи, рідина повинна зберігати постійний вміст обважнювача в одиниці об'єму. Це досягається механічним перемішуванням, створенням висхідних циркулюючих потоків, додаванням глини.

Іншими важливими технологічними властивостями важких суспензій є густина і в'язкість.

Густина суспензії визначається масою зерен обважнювача в одиниці об'єму води й густиною обважнювача. Її можна визначити за формулою (т/м³)

де - об'ємна концентрація обважнювача, частки одиниці;

δ_ОБ – густина обважнювача, т/м³.

В'язкість суспензії характеризує її здатність чинити опір часткам твердого, що рухаються в ній. В'язкість також залежить від вмісту обважнювача. Чим його більше, тим менше відстань між частками й тем більше опір суспензії часткам, що рухаються. Тому малорухомі суспензії малопридатні для збагачення.

Класифікація й сфери застосування.

Основною перевагою важкосередовищної сепарації є її висока технологічна ефективність.

У гірничорудній промисловості вона практикується для видалення порожньої породи із дробленої руди перед її подрібненням. Це приводить до зниження експлуатаційних витрат і підвищення технологічних показників, сприяє залученню в експлуатації бідних руд. Порожня порода може бути використана для будівельних потреб.

Для важкосередовищного збагачення великих і середніх за крупністю продуктів використовують різні варіанти гравітаційних сепараторів. Дрібнозернисті матеріали збагачують у відцентрових (гідроциклонних) сепараторах.

Класифікація існуючих типів устаткування в основному стосується глибини й форми ванни, а також способу розвантаження продуктів. Легка фракція звичайно розвантажується самопливом або за допомогою механічних пристроїв. Часто застосовується комбінований спосіб розвантаження. Важку фракцію розвантажують за допомогою аероліфта або механічних пристосувань (спірали, ковшових і колісних елеваторів). Сепаратори можуть бути двох- і трьохпродуктові.

На рис. 2.27 зображені принципові схеми основних типів гравітаційних важкосередовищних сепараторів (відрізняються формою ванни).

Рис.2.27. Принципові схеми важкосередовищних

сепараторів:

а – конусний; б – пірамідальний; в – барабанний; г – колісний (коритний)

1 – аероліфт; 2, 3, 10 – корпуси; 4 – гребковий транспортуючий пристрій; 5 – ковшовий елеватор; 6 – жолоб; 7 – барабан; 8 – лопати; 9 – торцевий отвір; 11 – лопатевий елеватор

Конусний сепаратор (рис. 2.27, а) являє собою конічний корпус 2, по центральній осі якого розміщений аероліфтний підйомник 1. Важке середовище може подаватися разом з вихідною рудою й окремо - по патрубках усередині конуса. Руда в суспензії розділяється на важку й легку фракції. Легка спливає й потоком суспензії транспортується до розвантажувального порога, де потрапляє в кільцевий зливний жолоб. Важка осідає й за допомогою аероліфта піднімається нагору і йде на грохот для відділення й відмивання важкого середовища..

Пірамідальний сепаратор (рис. 2.27, б) складається із прямокутного корпуса 3 з пірамідальною підставою й транспортуючими пристроями. Легка фракція спливає і транспортується до зливу за допомогою гребкового пристрою 4, а підйом і розвантаження потопленої важкої фракції здійснюється похилим елеватором 5.

Барабанний сепаратор (рис. 2.27, в) має обертовий барабан, у який через торцевий отвір 9 подається руда й суспензія. Легка фракція разом із суспензією виходить через протилежний торцевий отвір, а потоплена важка піднімається лопатами 8 і вивантажується на похилий транспортуючий жолоб 6.

Існує різновид барабанного сепаратора із транспортуючою спіраллю, привареною до його внутрішньої поверхні. Барабан обертається з невеликим ухилом, що забезпечує переливання легких фракцій. Важкі транспортується спіраллю в протилежну сторону й піднімаються елеваторним колесом на розвантаження.

Колісний (коритний) сепаратор (рис. 2.27, г) має корпус 10 з похилим або вертикальним елеватором 11 на бічній стінці. Інше аналогічно попереднім схемам.

Конусні, пірамідальні й барабанні сепаратори використовують переважно для збагачення руд, коритний - для вугіль й інших неметалічних копалин.

Особливості конструктивного виконання.

Найбільше поширення одержали конусні й барабанні важкосередовищні сепаратори.

На рис. 2.28 представлена схема конусного сепаратора конструкції «Механобр». Конічна ємність 1 установлена на рамі 2. Повітря для живлення осьового аероліфта подається в простір між трубами 6 й 7. Перемішування суспензії здійснюється мішалкою з лопатами 10 й 11, що приводяться у рух від електродвигуна 9 через редуктор 8 і систему зубчастої передачі. Днище 12 конуса зроблено знімним для полегшення обслуговування ємності й видалення сторонніх предметів, що випадково потрапили туди.

Рис. 2.28. Конусний важкосередовищний сепаратор

конструкції «Механобр»:

1 – ємність; 2 – рама; 3 – жолоб; 4 – дугові грохоти; 5 – прийомна коробка; 6 – нагнітальна труба; 7 – обсадна труба; 8 – редуктор; 9 – електродвигун; 10, 11 – лопати мішалки; 12 – знімне днище

Суспензія й продукт, що сплив, рухаються по кругових траєкторіях, завдяки чому збільшується час перебування поділюваного матеріалу в машині. Товстий шар легкої фракції перешкоджає виносу промпродуктов, що знижує втрати коштовного компонента.

Барабанний важкосередовищний сепаратор з елеваторним розвантаженням типу СБЭ (рис. 2.29) постачений перфорованими лопатами 2 на внутрішній поверхні обертового барабана 1. Сировина подається в барабан по жолобу 3, а суспензія - по трубопроводу 4. Барабан опирається на ролики 5 й охороняється від осьового зсуву роликами 6. Обертання барабана забезпечується електродвигуном через клинопасову передачу, редуктор 8, приводну 9 і вінцеву 10 шестірні. Привод установлений на рамі 7.

Рис. 2.29. Барабанний важкосередовищний сепаратор

типу СБЭ:

1 – барабан; 2 – лопати; 3 – жолоб; 4 - трубопровод; 5 – ролики опорні; 6 – ролики упорні; 7 – рама; 8 – редуктор; 9, 10 – шестірні; 11, 12 - жолоби

Продукт, що сплив, разом із суспензією самопливом вивантажується в жолоб 11, а потоплена фракція піднімається лопатами 2 нагору й скидається в жолоб 12.

Такий сепаратор застосовується для збагачення руд чорних і кольорових металів.

Спіральний барабанний сепаратор типу СБС показаний на рис. 2.30. Їхня основна відмінність - використання решітчастих спіралей на внутрішній поверхні барабана.

Рис.2.30. Спіральний барабанний сепаратор типу СБС:

1 – барабан; 2 – завантажувальний жолоб; 3, 11 – стійки; 4 – опорний ролик; 5 – жолоб легкої фракції; 6 – привод барабана; 7 – редуктор привода; 8 – рама; 9 – упорний ролик; 10 – жолоб важкої фракції; 12 –лопатевий елеватор; 13 – реборда; 14 – спіральна решітчаста лопата

Час збагачення в барабанних сепараторах істотно менше в порівнянні з конусним, тому ефективність поділу в них трохи нижче.

У табл. 2.8 й 2.9 наведені технічні характеристики відповідно конусних і барабанних важкосередовищних сепараторів.

Таблиця 2.8