1. Збагачення на концентраційних столах

Концентрація на столах – процес розділення сипучої суміші мінеральних частинок за їх густиною в тонкому потоці води, який тече по нахиленій деці концентраційного столу, що здійснює зворотно-поступальний поздовжній рух. Концентраційний стіл використовують для збагачення руд рідкісних, благородних і чорних металів (крупністю 0,1-3 мм) і вугілля (0,074-13 мм) густиною в межах 1200-15600 кг/м³. Зокрема збагачують олов’яні, вольфрамові, рідкометалічні та золотовмісні руди. Концентраційні столи з нерухомою прямокутною декою і періодичним розвантаженням (вашгерди) відомі тисячі років. У сучасних концетраційних столах деки здійснюють майже горизонтальний асиметричний зворотно-поступальний рух, що забезпечує розпушення шару частинок і їх транспортування. Внаслідок зносу верхнього шару зерен потоком рідини упоперек деки і транспортування нижнього шару (де концентруються важкі частинки) вздовж деки утворюється віяло зерен матеріалу різної густини (крупності), що доз­воляє збирати частинки різної густини в різні приймачі. Форма деки близька до паралелограма, площа її 7-8 м². Деки забезпечені нарифленням, що утворює дрібні канали, напрям яких близький до напряму переносу важких частинок. Частота коливань дек 4-7 Гц, амплітуда 6-30 мм. Кут поперечного нахилу дек для тонких продуктів 1-2^о, крупних – до 10^о. Кут поздовжнього нахилу ±0,2-0,5^о. Концентраційні столи мають 1-6 дек, розташованих одна над одною. Продуктивність кожної деки на крупному матеріалі до 4 т/год, на тонкому – до 0,2-0,5 т/год. Вміст твердого компонента в живленні 15-40% (за масою), витрата додаткової (змивної) води 1-2,5 м³/т. Як правило, на концентраційних столах виділяють концентрат, промпродукти і хвости.

Схематична будова концентраційного стола показана на рис. 3.19.

Робочою поверхнею концентраційного стола служить дека з закріпленими на ній рифлями прямокутної форми. Форма дек може бути прямокутною, трапецієвидною і діагональною (рис. 3.20).

У залежності від способу установлення столи можуть бути опорними (дека опирається на ресори) або підвісними (дека підвішена до опорної рами).

Розділення матеріалу за густиною відбувається на деці 2 столу, що являє собою похилу площину, закріплену за допомогою шарнірних опор 3 на рамі. Дека покривається лінолеумом, зверху до неї прикріплюються рифлі. Конструкцією передбачена можливість регулювання поперечного і поздовжнього кутів нахилу деки. Дека столу одержує зворотно-поступальні рухи від привода 1 і зворотної пружини. Вихідне живлення разом з водою подається в завантажувальний бункер 5, а додаткова (змивна) вода – у подовжній жолоб 4, у якому є заслінки для розподілу води по поверхні столу.

Рис. 3.19. – Схема концентраційного стола:

1 – привод; 2 – дека стола із рифлями; 3 – опори; 4 – жолоб змивної води; 5- бункер живлення.

Рис. 3.20. – Форми дек концентраційних столів.

а – прямокутна; б – трапецієвидна; в – діагональна.

За час перебування матеріалу на деці концентраційного столу відбувається розпушення шару, розшарування і транспортування частинок у поздовжньому і поперечному напрямках відповідно до їх густини і крупності.

Розпушення шару частинок створюється коливаннями деки і турбулентними вертикальними пульсаціями, що відбуваються в потоці води. Розшаровування на концентраційному столі носить значною мірою сегрегаційний характер: у нижніх шарах розташовуються тонкі частинки більшої густини, над ними – крупні частинки тієї ж густини, вище – у тій же послідовності частинки малої густини (рис. 3.21).

Рис. 3.21. – Схема руху потоку рідини похилою

нарифленою поверхнею.

Транспортування частинок у поздовжньому напрямку здійснюється в результаті зворотно-поступального руху деки. Асиметричність її руху (назад під дією пружини дека рухається швидше) приводить до появи значних інерційних сил, що перевищують сили тертя об поверхню. У поперечному напрямку частинки транспортуються потоком води. Таким чином, кінцева швидкість переміщення частинки по деці столу залежить від двох складових: інерційної і гідродинамічної . Частинки більшої густини ( ), що знаходяться в нижніх шарах, зазнають більшого впливу від інерційних сил, частинки меншої густини ( ) – більшого впливу від гідродинамічних (рис. 3.22). У результаті неоднакового впливу інерційних і гідродинамічних сил на мінеральні частинки різної густини на деці столу утвориться своєрідне віяло продуктів поділу (рис. 3.23).

Рис. 3.22 – Схема руху часток різної густини ( ) по деці столу.

Рис. 3.23 – Схема розподілу продуктів на деці концентраційного столу. ( ).

Концентраційні столи випускаються одно-, дво-, і багатодечними. Умовні позначки концентраційних столів наведені в табл. 3.5.

Таблиця 3.5. – Умовні позначки концентраційних столів

Літерні позначки	Цифрові позначки
СКО – стіл концентраційний опорний	F – площа дек, м
ЯСК – ярусний стіл концентраційний	Заводська модифікація
СКПМ – стіл концентраційний підвісний багатодечний	6 – число дек

Концентраційні столи мають малу питому продуктивність і вимагають для установлення великих виробничих площ. Тому на фабриках для збагачення корінних і розсипних руд рідкісних металів концентраційні столи використовують головним чином для перечищення концентратів.

Продуктивність концентраційних столів залежить від крупності живлення, розбіжності в густині мінералів, які розділяються, і вимог до якості продуктів збагачення. Для операцій первинного збагачення руд з одержанням чорнових концентратів, промпродукту і відвальних відходів продуктивність концентраційного столу може бути розрахована за формулою:

, т/год, (3.25)

де – число дек; – густина вихідного матеріалу, важкого і легкого мінералів, т/м³; – площа деки столу, м²; – середньоарифметична крупність зерен у вихідному живленні, мм.

При збагаченні і знесірченні вугілля та антрацитів продуктивність концентраційних столів визначається за формулою:

, т/год, (3.26)

де – розмір максимального зерна в живленні, м; – коефіцієнт, що залежить від (при = 1 мм = 6, при = 10 мм = 1,5); – середня швидкість руху матеріалу по деці, м/год; – густина збагачуваного матеріалу, т/м³; – периметр розвантаження продуктів, м.

Продуктивність концентраційного столу, яка розрахована за формулами (3.25) і (3.26), належить до операцій основної концентрації. В операціях перечищення промпродуктів продуктивність столів зменшують на 20 – 40 %, а в операціях доведення концентратів – на 50 % у порівнянні з продуктивністю операції основної концентрації.

Основна умова підвищення ефективності збагачення на концентраційних столах полягає в попередньому відділенні крупних класів і знешламлюванні. Схема збагачення подрібненої каситеритової руди на концентраційних столах наведена на рис. 3.24.

Рис. 3.24. – Схема збагачення подрібненої каситеритової руди.

Головними технологічними і конструктивними параметрами, що впливають на роботу концентраційних столів, є речовинний склад вихідного матеріалу, вміст твердого в живленні і витрата змивної води, частота коливань і хід деки, кут її нахилу і тип нарифлень.

З концентраційними столами конкурують ґвинтові сепаратори.