Контрольні питання

1. Класифікаційна ознака гравітаційного збагачення корисних копалин.

2. Гравітаційні методи збагачення.

3. Сили, що діють на мінеральну частку при гравітаційно-му збагаченні.

4. Суть гідравлічної класифікації.

5. Машини й апарати для гідравлічної класифікації.

6. Кінцеві продукти процесу гідравлічної класифікації.

7. Елеваторні класифікатори.

8. Особливості конструкцій спіральних класифікаторів.

9. Експлуатація спіральних класифікаторів.

10. Розрахунок продуктивності спірального класифікатора.

11. Вибір діаметра спіралі спірального класифікатора.

12. Основні технічні характеристики існуючих конструкцій спіральних класифікаторів.

13. Гідросепаратори (спірально-лопатеві класифікатори).

14. Конусні піскові й шламові класифікатори.

15. Відцентрові класифікатори.

16. Принцип дії гідроциклона.

17. Особливості конструкцій промислових гідроциклонів.

18. Основні технічні характеристики двохпродуктових гідроциклонів.

19. Визначення продуктивності гідроциклона.

20. Фактори, що впливають на процес класифікації матеріалів у гідроциклонах.

21. Устаткування для повітряної сепарації.

2.2. Машини для промивання руд та нерудних матеріалів

Призначення, типи, сфери застосування.

Промиванням називають процес поділу корисних копалин на більш-менш коштовні компоненти шляхом розпушення, дезінтеграції й видалення за допомогою води й механічних впливів глинистого матеріалу, що цементує рудну фазу.

Промивання широко застосовується при збагаченні пісків розсипних родовищ рідких і благородних металів, збагаченні руд чорних металів, фосфоритів й інших копалин, у яких частки мінералів не зв'язані взаємним проростанням, а зцементовані м'якою глинистою речовиною.

Промивання може виконувати роль самостійного процесу збагачення, особливо для руд чорних металів, у яких часто втримується до 25% глини, а також бути підготовчим процесом, після якого мита руда спрямовується на подальше збагачення.

Здатність руди до промивання (мийкість) визначається часом, необхідним для диспергування цементуючої глинистої речовини, фізичні властивості якої обумовлюють сили її зчеплення з рудними частками.

За ступенем мийкості руди діляться на:

- легкопромивні (з піщанистою глиною);

- середньопромивні (із в’язкою глиною);

- важкопромивні (із в’язкою глиною, що важко піддається руйнуванню).

При промиванні здійснюється також поділ матеріалів за крупністю (вибірне просіювання). Наприклад, при промиванні золотовмісних розсипів виділяється клас крупніше 25-30 мм, що потрапляє у відвал як продукт, який не містить золота.

На ефективність промивання впливають:

- спосіб підготовки руди. Корисно попереднє розмочу-вання глини. Також бажане попереднє підсушування руди, що викликає зниження міцності глини через зменшення її об’єму й виникнення внутрішніх напружень;

- витрата води. До певної межі поліпшення якості проми-вання пропорційно підвищенню витрати води;

- температура промивної води. При підігріві води з 10 до 40^оС швидкість розмиву глини збільшується приблизно вдвічі;

- сольовий склад води. Для підвищення ефективності про-мивання у воду додають реагенти (кальциновану соду, рідке скло й ін.).

Особливості конструкцій й основні параметри.

Промивні машини розрізняють за конструктивними ознаками і способами дезінтеграції руди й відділення шламів. У практиці збагачення в основному застосовуються два типи промивних машин: барабанний й коритний. Принципові схеми існуючих промивних машин й апаратів наведені на рис. 2.6.

Механізм впливу на руду при цьому різний. Динамічним впливом потоку води промивають руди в жолобах; тертям шматків один відносно іншого й по поверхні машин у потоці води - у бутарах, плоских і барабанних грохотах, гравиє- і вібромийках; механічним перетиранням руди - у скруберах, коритних мийках, механічних класифікаторах; розмочуванням глини при тривалому перебуванні у воді - у промивних вежах.

Промивний грохот (рис. 2.6, а) являє собою нерухомий грохот 1, оснащений системою трубопроводів 3 і напірними соплами 2 для подачі промивної води. Застосовують також барабанні промивні грохоти (бутари). Витрата води коливається в межах від 1 до 6 м³ на 1 т руди залежно від ступеня її мийкості.

Рис. 2.6. Принципові схеми промивних машин та апаратів:

а, б – промивні грохот і барабан (скрубер); в – скрубер-бутара (гравіємийка-сортувалка); г – коритна мийка; д, е – шабельна та вібраційна промивні машини; ж – промивна вежа

1 – грохот; 2 – трубопровід; 3 – сопла; 4, 6, 7 – барабани; 5, 9 – лопати; 8 – корито; 10 – шаблі; 11 – елеваторне відділення; 12, 13 – промивні ванни; 14 – ексцентриковий пристрій; 15 – амортизатори; 16 – ємність; 17 – аероліфт

Як правило, промивні грохоти застосовуються для легкопромивних руд крупністю до 250 мм із невеликою кількістю глинистих і піщаних включень. Для промивання також використовують вібраційні грохоти конструкцій ГСТ, ГРЛ, ГСЛ.

Промивний барабан (скрубер) 4 (рис. 2.6, б) на відміну від барабанного грохоту має суцільну обичайку з лопатами 5 на її внутрішній поверхні. Лопати перелопачують матеріал при обертанні барабана й розмивають його шляхом механічного й гідравлічного впливу середовища. Типи промивних барабанів відрізняються в основному тільки конструкцією барабана, вода подається по осьовій трубі, що закінчується перфораціями для створення гідромоніторного ефекту. Вода в барабан подається під тиском до 0,4 МПа, витрата води – 2-6 м³/т. Призначений для промивання руд середньої мийкості.

Схема барабанного скрубера показана на рис. 2.7. Барабан обертається, спираючись своїми бандажами 2 на опорні ролики 5, два з яких є приводними. Через проміжний вал вони пов'язані з редуктором 7 і двигуном 6. Привод фрикційного типу. Осьовий хід барабана обмежений упорними роликами 4.

Необхідний час промивання в барабані (хв) можна визначити за наступною формулою

де - об’єм барабана, м³;

- коефіцієнт заповнення барабана пульпою

(0,15-0,25);

- продуктивність скрубера, м³/год.

Рис. 2.7. Скрубер барабанний:

1 – корпус барабана; 2 – бандажі; 3 – дезінтегруючі лопати; 4 – упорні ролики; 5 – опорні ролики; 6 – приводний двигун; 7 – редуктор; 8 – проміжний вал; 9 – футерування барабана

Опорні ролики 5 постачені гумовими бандажами 1 (рис. 2.8).

Скрубер-бутара (гравіємийка-сортувалка) поєднує в собі промивний барабан і барабанний класифікаційний грохот (бутару) (рис. 2.6, в). У початковій секції обертового барабана 6 здійснюється промивання, а в середній і кінцевій секціях 7 - просіювання матеріалу. Кільцевий поріг розвантажувального кінця скруберної частини при цьому нижче кільцевого порога на завантаженні. Для одержання задовільних результатів промивання частота обертання барабанів скруберів і скрубер-бутар повинна бути на рівні 70-80% критичної. Практично її можна визначити за формулою (об/хв)

де - внутрішній діаметр барабана, м.

Швидкість переміщення руди по осі барабана (м/с)

Рис. 2.8. Роликові опори барабанів промивних машин:

а – коток опорний приводний; б – коток упорний; в – кріплення бандажа до шини

1 – бандаж гумовий; 2 – корпус котка (ролик); 3 – шина котка; 4 – корпус підшипника; 5 – підшипникова втулка; 6 – лабіринтове ущільнення; 7 – вал

де - кут нахилу барабана, град.

У табл. 2.4 наведені технічні характеристики деяких конструкцій скруберів і скрубер-бутар.

Таблиця 2.4

Технічні характеристики сруберів та скрубер-бутар

Параметри	С-12	СБ-12	С-36	ММК -2,6	ММК -3,3
Внутрішні розміри барабану мм: діаметр довжина Кут нахилу барабану, град. Частота обертання, об/хв Максимальна крупність жи-влення, мм Витрати води, м3/т Продуктивність, тгод Потужність електродвигуна, кВт Габарити, мм: довжина ширина висота Маса, т	1300 3000 0-6 19 150 1-2 60 13 3810 2155 2230 5,5	1300 3000 0-6 26 150 1-3 40 17 5520 2155 2230 6,0	3560 7780 - 21 350 2-5 440 300 14200 7800 6070 172,8	2600 4110 - 16 300 2-4 100 215 6900 3400 4800 40,4	3350 10770 - 15 300 2-4 250 500 12000 6300 5600 154,0

Коритна мийка (рис. 2.6, г) має корито 8, у якому обертаються назустріч один одному два вали з лопатами 9. Матеріал просувається по кориту лопатами, одночасно розпушуючись і промиваючись водою. Використовуються для промивання руд нормальної мийкості й нерудної сировини.

Різновидом коритної мийки є шабельна промивна машина (рис. 2.6, д), яка відрізняється більш інтенсивним режимом роботи за рахунок використання лопат (шабель) 10 і наявності елеваторного відділення 11 для додаткового промивання й вивантаження готової сировини. Застосовується для важкопромивних руд, наприклад глинистих марганцевих. У цьому випадку використовують трьохкамерні конструкції, що складаються із трьох паралельно змонтованих ванн - двох шабельних й однієї ковшової з колісним елеватором. У шабельних ваннах відбувається руйнування й промивання, у ковшовій - ополіскування й зневоднювання митої руди.

Днище коритних промивних машин футеровано сталевими листами, руда зрошується зверху водою з перфорованих труб. Витрати води в коритних мийках 2-4 м³/т, у шабельних машинах – до 10-12 м³/т (для марганцевих руд). Продуктивність машин підвищується зі збільшенням частоти обертання дезінтегрируючого вала, однак при цьому зменшуються терміни служби контактуючих з рудою деталей.

У табл. 2.5 наведені технічні характеристики деяких коритних промивних машин.

Таблиця 2.5

Технічні характеристики коритних промивних машин

Параметри	К-7	К-12	К-14	МБМ	МБМ -1	МПМ -3,2
Розміри корита, мм: довжина ширина Кут нахилу корита, град Частота обертання валів об/хв: лопатевих шабельних ковшевих Максимальна крупність живлення, мм Витрати води, м3/т Продуктивність, т/год Сумарна потужність електродвигунів, кВт Габарити, мм: довжина ширина висота Маса, т	7500 1650 6-12 21 - - 40 2-4 100 32 1600 2840 1000 10,5	9050 2940 8-12 15 - - 100 2-3 120 55 11810 3460 1940 23,5	9000 3350 8-12 15 - - 100 2-4 150 75 11960 3730 2160 31,8	4800 - - - 8,4 3,2 100 2-4 150 64,8 7180 9665 3770 61,0	4800 - - - 8,4 4,5 100 2-4 150 63,7 7030 10230 3820 58,8	6000 - - - 6,9 6,6 100 2-4 250 146,3 8655 12360 5115 115,0

Вібраційна мийка (рис. 2.6, е) має промивні ванни 12,13, установлені на амортизаторах 15. Промивання матеріалу здійснюється під дією вібрацій, що генеруються віброприводом 14. Матеріал переміщається уздовж промивних ванн і поступово звільняється від глини. Суспензія, що утворюється при цьому, перфорується, а мита руда видається через відкриті торці ванн.

Промивна вежа (рис. 2.6, ж) являє собою циліндричний резервуар з конічною підставою 16, у якому здійснюється відмочування руди у воді в процесі її поступового занурення. Вивантаження митої руди забезпечується за допомогою аероліфтного пристрою 17. Перевагами промивних веж є порівняно низька стираність руди в процесі промивання й менші втрати коштовних компонентів зі зливом. Їхнє використання доцільно для промивання глинистих марганцевих руд. Звичайно вони застосовуються для промивання бурих залізняків.

Промивні машини можуть переробляти руду крупністю від 100 до 350 мм із продуктивністю до 300-500 т/год при витраті води до 8-10 м³/т.

Крім зазначених вище типів машин можна згадати також гідромонітори (вашгерди) з тиском води в струмені до 1,5 МПа. Схема такої установки наведена на рис. 2.9. Вона має похилий жолоб з решетом (з отворами розміром 10-15 мм), покладений на рейки висотою 100-150 мм. Продукт, що пройшов через решето галькового жолоба вашгерда, спрямовується на шлюзи, а галька через лоток наприкінці жолоба видаляється у відвал. Витрати води на промивання 1 м³ породи на вашгерді не перевищують 8-12 м³.

Рис. 2.9. Гідравлічний вашгерд:

1 – бункер; 2 – гальковий жолоб; 3 – прийомник;

4 – гідромонітор; 5 – лоток; 6 – решето

Вибір типу машин для промивання залежить від ступеня мийкості матеріалу, його крупності та необхідної продуктивності [22]. Для крупнокускових матеріалів більш придатні скрубери важкого типу, для середньопромивних крупністю до 150 мм – коритні мийки й вібраційні апарати, для матеріалів середньої крупності й легкопромивних – скрубери легкого типу та барабанні грохоти.

Продуктивність промивних машин визначається або за витратами електроенергії, що необхідна для промивання 1 т матеріалу, або за необхідним часом промивання матеріалу до заданої якості. З двох результатів береться наймен-ший.

За першим методом користуються формулою

, т/г,

де N - встановлена потужність електродвигунів, кВт;

η - коефіцієнт використання потужності двигуна

(η = 0,7-0,8);

g - питома витрата електроенергії на промивання мате-

ріалу (визначається дослідним шляхом), кВтг/т.

За другим методом можуть бути використані наступні формули.

Для скрубера

, т/г,

де V- внутрішній об’єм барабану, м3;

φ - коефіцієнт заповнення барабану матеріалом (φ =

0,1-0,8);

t - необхідний час промивання матеріалу до заданої

якості (визначається дослідним шляхом), хв.

Для двовальної похилої коритної мийки

, т/г,

де D - діаметр кола, що описується лопатами, м;

φ - коефіцієнт заповнення корита матеріалом (φ =

0,1-0,15);

k - коефіцієнт використання довжини корита

(k = 0,8-0,9);

t - необхідний час промивання матеріалу до заданої

якості, хв.

Для вібраційної промивної машини

, т/г,

де m - число промивних ванн;

R - радіус ванни, м;

φ - коефіцієнт заповнення ванни матеріалом (φ =

0,6-0,7);

L - довжина ванни, м.