Тема 2.5. Гидравлическая классификация.
Получила весьма широкое распространение в обогащении руд черных и цветных металлов, в химической промышленности. По характеру действующих сил их можно разделить на:
1)гравитационные
2)центробежные
Принцип работы гидравлического классификатора гравитационного действия основан на том, что пульпа поступает в емкости (корыто, чан),в котором крупные частицы (пески) оседают, а тонкие (шламы) уходят через борт емкости (слив).
Разделение на слив и пески может производиться как в горизонтальных, так и вертикальных потоках .
Наиболее распространены
реечные классификаторы
спиральные классификаторы
конусные классификаторы
Реечный классификатор имеет наклоненное под углом 10-15° прямоугольное стальное корыто с плоским днищем. Пульпа подается по желобу с одного конца корыта и сливается с противоположного через порог, высоту которого можно изменять. Пески, осевшие на дно корыта, постепенно перемещаются гребком к приподнятому концу, частично обезвоживаются и выгружаются. Ширина и длина классификатора достигает 3 x 8,5м.
Спиральный классификатор отличается от реечного полукруглым сечением корыта. Для удаления песков служит шнек (спираль). Этот классификатор проще и более надежный в работе, чем реечный. При d спирали 300-1000мм суточная производительность одновального классификатора составляет 6-190 тонн по сливу и 25-400 тонн по пескам, а двухвального классификатора до 1100 тонн по сливу и до 18000 тонн по пескам.
Конусный классификатор представляет собой конус, обращенный вершиной вниз. Пески собираются в вершине конуса и выгружаются через затвор. Питание подается на зеркало пульпы по оси конуса, слив уходит в кольцевой желоб. Диаметр основания конуса составляет от 1 до 2,5м.
«+»
простота и отсутствие энергопотребления
«−»
1)налипание материала на стенках;
2)грубое разделение материала по крупности;
3)потребность в значительной высоте.
В ряде случаев на смену классификаторам гравитационного действия приходят центробежные классификаторы (центрифуги, гидроциклоны), значительно более производительные и компактные.
Кроме гидравлической классификации существует еще и воздушная сепарация – разделение материала по крупности в воздушной среде.
сепаратор с вертикальным воздушным потоком
сепаратор с горизонтальным воздушным потоком
центробежный дисковой сепаратор
Тема 2.6.Гравитационное обогащение.
Гравитационные методы обогащения полезных ископаемых построены на различиях в скоростях падения или передвижения по наклонной плоскости минеральных зерен неодинаковой плотности в жидкой или газовой среде (воздушная сепарация).
Наибольшее распространение получили:
отсадка (осуществляется в вертикальной струе);
обогащение на концентрационных столах (осуществляется в горизонтальной струе);
обогащение в тяжелых средах.
В отсадочных машинах используют вертикальное движение водяной струи с переменным его направлением. Оно достигается либо с изменением вектора самой воды по отношению к неподвижному решету, на котором осуществляется отсадка (рис.а), либо движением решета вверх-вниз(рис.б)
В машине первого типа (а) рабочее пространство разделено перегородкой на два отделения: поршневое и отсадочное.
При движении поршня вниз вода через сито движется вверх и увлекает за собой частицы минералов. Более легкие из них поднимаются выше и при обратном движении воды не оседают на сетку, а перемещаются в верхние слои.
Как следствие повторяющихся движений поршня, материал расслаивается по плотности и самые легкие минералы (обычно хвосты) удаляются с потоком воды через сливной порог и время от времени снимаются. Производительность отсадочных машин 5-15т/м2∙ч.
Концентрация
На концентрационных столах обычно обогащают материал крупностью более 3мм с большой плотностью извлекаемого минерала (оловянные, золото- и платиносодержащие руды).
Рабочая поверхность концентрационного стола (дека), покрыта или линолеумом, или холстом, или резиной, или цементом. Дека имеет также продольные нарефления из деревянных планок. Стол установлен с поперечным наклоном до 9º к горизонту.
Пульпа обогащаемого ископаемого, через боковой загрузочный ящик с плоской струей непрерывно вытекает на деку стола, которому сообщается возвратно-поступательное движение в виде толчков с амплитудой 12-30мм и частотой 220-280мин -1.
Таким образом, каждая частица сносится потоком воды в направлении перпендикулярном оси деки, а также под влиянием толчков продвигается вдоль стола.
В результате обогащения материал располагается на столе веером, причем минералы с разной плотностью сходят со стола в различных его участках (наиболее тяжелые – в дальних от загрузочного ящика). Производительность столов зависит от крупности материала и при размере больше 3мм достигает 100 тонн в сутки.
Обогащение в тяжелых средах.
Тяжелые среды имеют гораздо большую плотность, чем вода. Для тяжелой среды ее подбирают так, чтобы она была выше, чем у легкого, но ниже, чем у тяжелого минерала. В такой среде зерна легкого минерала поднимаются на поверхность, а тяжелые суспензии – системы, состоящие из смеси тонкоизмельченных минералов или сплавов с водой.
В качестве дисперсной фазы (суспензоида) служат утяжелители и обычно применяют галенит (PbS) ρ=7,5 г/см3, магнетит (Fe3O4) ρ=4,2 г/см3, ферросилиций ρ=6,5 – 6,8 г/см3 и др. Степень измельчения должна быть как можно более высокой.
«+»
Простота в аппаратурном оформлении и эксплуатации.
«−»
1)необходимость регенерации утяжелителя, часть которого захватывается продуктами обогащения;
2)возможность применения только для относительно крупно вкрапленных руд (крупность от 40-50 до 2,5мм)
Для обогащения в тяжелых суспензиях используют различные типы конусных, реечных и спиральных классификаторов и с расходом суспензоида 150-800 г/тонну обогащенного материала.