6.4 Концентрациялау столдарында байыту
Концентрациялау столдары екі түрге бөлінеді: қозғалмайтын және қозғалмалы концентрациялау столдарына. Қозғалмайтын концентрациялау столы (вашгерттер, автоматты шлюздер және т.б.) қазіргі кезде сирек қолданылады. Негізінде құмдардың құрамындағы алтынды және ұсақ ұнтақталған металл кендерін (сирек кездесетін), сондай-ақ, минералдарды байыту үшін қолданылады. Олардың негізгі кемшіліктері - өнімділіктерінің төменділігі және ауыр минералдардан ұсақ түйіршіктерді айырып алудың тиімсіздігі.
Қозғалмалы концентрациялау столы бірнеше түрлерге бөлінеді: ленталы, дөңгелекті және тербелгішті. Олардың ішіндегі ең көп тарағаны үздіксіз жұмыс істейтін тербелгіш концентрациялау столдары. 6.4 – суретте СКМ-1 типті концентрациялау столының схемалы түрі көрсетілген.
Стол иінге (рычагқа) орнатылған сырғымалы тіректен (6), алты роликтерге (7) сүйенетін трапециялы пішінді ағаштан жасалған декалардан (2) тұрады. Стол декасының үстіңгі беті линолеуммен қапталған. Оған столдың жылжу бағытына параллель орналасқан ағаш планкалар – рифлдер (1) бекітіледі. Сондай-ақ, алюминийден (үстіңгі беті қапталмаған) немесе шыныпластиктерден (үстіңгі беті резеңкелермен қапталған) жасалған декалар қолданылады. Рифлдер бұл жағдайда декалардың үстіңгі бетіне клейлендіріп бекітіледі. Рифлдердің көлденең қимасы көп жағдайда тік бұрышты пішінді құрайды. Деканың жоғарғы басына ең қысқа рифл орнатылып, төменгі бағытта олар біртіндеп ұзара береді. Ең төменгі орналасқан рифлдердің ұзындығы дека ұзындығымен бірдей болуы мүмкін. Рифлдердің биіктігі де екі бағытта өзгереді. Олардың әрқайсысының биіктігі деканың кен түсетін басында белгілі мөлшерде болса, деканың екінші басына созылған бағытта біртіндеп аласарып, ақырындап жоқтың қасына айналады. Сол сияқты олардың биіктігі жоғарыдан төмендеген сайын (демек көлденең бағытта) біртіндеп өсе береді. Рифлдердің биіктігінің бұлай өзгеруі минералдардың жақсы бөлінуіне әсер етеді.
6.4 – сурет - СКМ-1 типті концентрациялау столының схемалық көрінісі: 1 – ағаш планкалары (рифлдер); 2 – ағашты декалар; 3 – реттеу тесігі;
4 – желоб; 5 – лоток; 6 – сырғымалы тірек; 7 – ролик: 8 – маховик; 9 – бұранда (винт)
Дека арнаулы қозғалтқыш механизм арқылы іргелі-кейінді жүріс алады (6.5 - сурет).
6.5 – сурет – СКМ-1 және ЯСК-1 типті концентрациялау столдарының қозғалтқыш механизмінің схемалық көрінісі: 1 – тяга; 2 – бұранда;
3 – эксцентриктік вал; 4 – ролик; 5 – иінағаш
Қозғалтқыш механизм иінағаштан (5), роликтен (4) және эксцентриктік валдан (3) тұрады. Эксцентриктік валдың айналысы кезінде ролик иінағаштың жазық иығын басады. Осының арқасында тік иық он жаққа жылжиды және деканың столымен байланған тяга (1) арқылы оны артқа жылжуға мәжбүр етеді. Осы кезде дека столының астына бекітілген пружина қысылады. Бастапқы жылжысы кезінде дека столы минимальды жылдамдыққа және аяққысында максимальды жылдамдыққа ие болады. Эксцентриктік валдың одан әрі жылжуы кезінде иінағаштың тік иығы сол жаққа бұрылады, ал пружина босаңсытыла деканы алға итереді. Осы кезеңде дека столы бастапқы жүрісінде максимальды жылдамдыққа және аяққысында минимальдыға келеді. Деканың жүрісін бұранданың (2) көмегімен өзгертуге болады. Осындай деканың асимметриялы іргелі-кейінді жүріс сипаты мынаны жүзеге асырады, яғни дека жазық бағытта материал астынан жұлып алынады (деканың үстіңгі бетінде орналасқан материалдан). Осының арқасында материал деканы бойлай жылжиды.
Концентрациялау столында материалдың бөліну үдірісі келесідей жүзеге асырылады. Бастапқы материал пульпа түрінде лоток (5) бойынша столдың декасына түсіріледі (6.4 – сурет). Су сулық желобқа (4) жіберіледі және реттеу тесігі (3) арқылы деканың барлық ұзындығы бойынша таратылады. Рифлдердің арқасында столдың рифель аралық кеңістігінде желобкалар пайда болады. Столдың декасына түсірілген минерал түйіршіктері механикалық және гидродинамикалық күштердің әсерінен (ауырлық күшінің, су ағысының гидродинамикалық әсерінен, деканың бетіне үйкеліс күшінің түсуінен) тығыздығы және іріліктері бойынша қабатшаларға бөлінеді. Сонымен астыңғы қабаттардағы түйіршіктерге үдеу күшінің әсері зор, ал үстіңгі қабаттардағыларға аз. Осыған байланысты түйіршіктердің дека үстіндегі тік бағытта орналасу тәртібін қарасақ астыңғы қабатта ең ұсақ түйіршіктер, ал үстіңгі қабаттарда ең ірі түйіршіктердің орналасқанын көруге болады. Бұл құбылыс сегрегация деп аталады. Сондықтан, екі минералды тиімді бөлудің бір шарты олардың түйіршіктерінің диаметрлерінің әртүрлі болуы. Ол мақсатқа жету үшін зат столға түсер алдында арнаулы дайындықтан өтеді, дәл айтсақ бірдей шөгу принципімен классификацияланады. Классификацияның бұл түрі және соның нәтижесінде алынатын кластардың ерекшелігі жоғарыда сипатталған. Әдетте класс ішінде тығыздығы үлкен минералдар түйіршіктерінің диаметрі кіші болады. Сондықтан олар астыңғы қабатқа орналасады.
Екінші күш дека үстіне түсіп көлденең бағытта ағатын судың ағызу күші. Науаға түскен су дека бетіне түгел жайылып бір қалыпты ағынмен ағуы керек. Оның біркелкі жайылып ағуы науа ішіне орнатылған арнаулы тиектермен реттеледі. Судың ағызу күші әрине, үстіңгі қабаттардағы түйіршіктерге үлкен әсер етеді. Сондықтан онда орналасқан тығыздығы кіші ірі диаметрлі минерал түйіршіктері көлденең бағытта, яғни төмен қарай жылдам ағады. Ал астыңғы қабаттағы диаметрлері кіші, тығыздығы үлкен минерал түйіршіктері бұл бағытта аз жылдамдықпен ағады. Оған тағы үлкен себеп болатын жай – рифлдердің астыңғы қабаттың ағуына кедергі жасауы. Осыған байланысты жоғары рифлдердің аласа жасалуы ірі түйіршіктердің тезірек ағып, астыңғы қабаттың олардан тазалануына көп әсер етеді.
Сипатталған екі күштің әсері және олардың қосындысынан туатын тең әсерлі күштің әртүрлі тығыздықты және диаметрлі минерал түйіршіктеріне беретін бағыты схемалы түрде 6.6 – суретте көрсетілген.
6.6 – сурет – Концентрациялау столындағы декада әртүрлі тығыздықты минерал түйіршіктерінің жылжу бағыты: 1 – ауыр минералдың түйіршігі; 2 – жеңіл минералдың түйіршігі
Судың ағызу әрекеті материалдың жоғарғы қабатшаларында тым күштілеу және тығыздығы төмен түйіршіктер сумен бірге u2 жылдамдықпен шығарылады. u2 жылдамдығы тығыздығы үлкен түйіршіктердің u1 жылдамдығынан үлкен. Материалдың төменгі қабатшаларында деканың жұлқына жылжу әрекеті арқасында ауыр түйіршіктердің орын ауыстыруы v1 жылдамдықпен орындалады. v1 жылдамдығы жоғарыда жатқан жеңіл түйіршіктердің орын ауыстыру v2 жылдамдығынан үлкен. Әртүрлі тығыздықты түйіршіктердің тең әрекетті жылдамдықтары ω1 және ω2 әртүрлі бұрыштармен столдың жылжу бағытына бағытталған. Демек стол декасының беті бойынша олардың жылжуының әртүрлі траекторияларын анықтайды (6.6 - сурет). Дека бетіне жақындау жатқан тығыздығы жоғары түйіршіктер (1) бойлық бағытта неғұрлым интенсивті орындарын ауыстырады, ал жоғарғы қабатшаларда орналасқан тығыздығы төмен түйіршіктер (2) көлденең бағытта судың ағызу ағысымен интенсивті шығарылады.
Материалдың рифель аралық каналдарын жағалай жылжуы кезінде қабатшаның қалыңдығы азаяды және жеңіл түйіршіктер тізбектелген түрде төмен қарай ағызылады. Осының арқасында стол декасында материал әртүрлі тығыздықты түйіршіктерден тұратын желпуішті (веерді) құрайды. Қазіргі кезде СКО типті концентрациялау столдары кеңінен қолданылады (тіректі екі ярустық концентрациялау столы).
СКО – 15 типті концентрациялау столы (6.7 - сурет) бір-біріне жақындау орналасқан екі диагональдық декалардан (2) тұрады. Олар тіректік рамаға (1) бекітілген алдыңғы (6) және артқы (5) тіректерге орнатылған. Столда қабылдаушы (3) және су таратушы желоб (4) орналасқан.
6.7 – сурет – СКО-15 типті тіректі екі ярустық концентрациялау столының схемалық көрінісі: 1 – тіректік рама; 2 – дека; 3 – қабылдаушы;
4 – желоб; 5 – артқы тірек; 6 – алдыңғы тірек
Концентрациялау столдары бір мезгілде ауыр минералдарды айырып алуды және концентрациялаудың жоғарғы дәрежесін қамтамасыз етеді. Концентрациялау столдары ірілігі 13 мм-ге дейінгі көмірлерді, ірілігі 3-тен 0,04 мм-ге дейінгі асыл және қара түсті металдарды, вольфрам және қалайы кендерін байыту үшін қолданылады.
Концентрациялау столының өнімділігі Q (т/сағатына) төменгі формула бойынша анықталады:
Q = q F, т/сағатына,
мұндағы q – концентрациялау столының сыбағалы өнімділігі, т/(сағат . м2);
F – деканың ауданы, м2.
Концентрациялау столдарының сыбағалы өнімділігі байытылатын материалдың ірілігіне байланысты және эмпирикалық формула бойынша анықталады:
q = 0,2 dmax, т/(сағат . м2),
мұндағы dmax – байытылатын материал түйіршіктерінің максимальды өлшемі, мм.