4.2. Обогащение в тяжелых средах

В качестве тяжелых сред, применяемых для тяжелосредного разделения полезных ископаемых, можно использовать: водные растворы неорганических солей (хлористый цинк, хлористый кальций); органические жидкости (бромоформ, жидкость Туле, жидкость Клеричи и др.); минеральные суспензии.

Первые две среды (растворы солей и тяжелые жидкости) в промышленных условиях почти не применяются (используются в основ­ном и лабораторных условиях для фракционных анализов). Последние же - тяжелые суспензии нашли широкое промышленное применение при обогащении углей, хромовых, железных, марганцевых, некоторых полиметаллических и других руд в гравитационном или центробежном иоле. Тяжелые суспензии представляют собой грубодисперсную взвесь, состоящую из воды и твердых мелких частиц высокой плотности. Вода является дисперсионной средой, а частицы тяжелого вещества - утяжелителем (суспензоидом). Для обогащения применяются тяжелые суспензии, плотность которых является промежуточной между плотностями разделяемых компонентов.

Наибольшее распространение в промышленности получили следующие утяжелители: для приготовления суспензий плотностью 2000 кг/м³ и менее - кварцевый песок (плотность 2650 кг/м³) и магнетит плотностью 4330-4680 кг/м; для приготовления суспензий плотностью до 3200-3400 кг/м³ - ферросили­ции (6400-7000 кг/м³) и галенит (7500 кг/м³).

Для снижения загрязнения суспензии мелкими частицами исход­ный материал, поступающий на суспензионное обогащение, должен быть хорошо обесшламлен.

Обогащение в тяжелых суспензиях средне- и крупнокускового материала (более 6 (4) до 300 мм) производят в сепараторах с использова­нием гравитационных сил. Для обогащения мелкозернистого материала крупностью угля 0,5-25 (40) мм и руд 0,5-4 мм применяются тяжелосредные циклоны.

Из сепараторов, принцип которых основан на использовании гравитационных сил, при обогащении руд применяются главным образом конусные аэролифтные, барабанные и колесные сепараторы. При обогащении углей - конусные с породной камерой и колесные.

Тяжелосрсдное обогащение рекомендуется использовать для обогащения труднообогатимых полезных ископаемых и промпродуктов.

4.2.1. Конусные сепараторы

Обогащение материала крупностью от 3 до 100 мм (при обогащении руд) или до 300 мм (при обогащении углей) проводят в так называемых конусных сепараторах.

Конусные аэролифтные сепараторы. Сепараторы этого типа применяются при обогащении руд и неметаллических полезных ископаемых. Они бывают с внутренним (рис.4.6) и наружным аэролифтами (табл.4.9).

На рис. изображен конусный сепаратор типа СК диаметром 6 м и высотой до 12 м.

Рис.4.6. Схема конусного сепаратора

1-корпус; 2-мешалка; 3-дуговые грохоты; 4-осевая воронка; 5-загрузочный лоток;6-вращающийся вал.

В конусном корпусе 1 сепаратора на полом валу 6 вращается мешалка 2. Исходная руда подается по загрузочному лотку 5 и подвергается расслоению в суспензии, поступающей через осевую воронку 4. Тяжелая фракция руды погружается в ниж­нюю часть конуса и с помощью сжатого воздуха аэролифтом выгружается на желоб, в днище которого установлены дуго­вые грохоты 3 для сброса и возврата в сепаратор части кон­диционной тяжелой суспензии. Легкая фракция удаляется из сепаратора через регулируемый порог на борту конуса пере­ливом вместе с частью суспензии и направляется для отделе­ния и отмывки ее на грохотах.

Таблица 4.9

Технические характеристики аэролифтных СК

Параметры	Конусные сепараторы
	с наружным аэролифтом			с вутренним аэролифтом
	СК-3	СК-3,6	СК-6А	Д-3,5	Д-6,0
1	2	3	4	5	6
Производительность по питанию, т/ч	40-195	50	300	100-800	400-700
Диаметр, мм: конуса аэролифта	3000 250	3600 150	6000 250	3500 200	6000 250-300
Площадь зеркала суспензии, м2	7	10,2	26	9,8	26
Рабочий объем сепаратора, м3			17,2	17,2	84
Крупность исходного материала, мм	-100 + 2	-40 + 2	-100 + 2	-100 + 6	-100 + 6
Давление сжатого воз­духа, МПа	0,3	0,28	0,36	0,15	0,35
Расход воздуха (рас­четный), м-1/мин	4,5	15,0	25,0	до 15	до 25
Частота вращения ме­шалки, об/мин	6,0	10,0	1,59-2,49	2,72	1,56-2,49
Мощность электродви­гателя, кВт	4,5	4,5	7,0	4,5	7,0
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	3960 3195 7450	4175 3720 7740	6640 6500 12070	4175 3720 7740	6640 6500 12070
Масса сепаратора, т	5,1	7,1	27,1	7,1	27,1

Конусные сепараторы с породной камерой. Конусные се­параторы (СК) с породной камерой применяются для обогащения углей и антрацитов крупностью 100 (200) - 6 (13) мм в водно-песчаной сус­пензии. Куски породы оседают вниз и накапливаются в породной каме­ре при открытой верхней задвижке и закрытой нижней. После заполне­ния породной камеры нижняя задвижка открывается и закрывается верхняя. Сепаратор может работать как трехпродуктовый, когда в сред­ней части конуса монтируется разгрузочное устройство для выделения промпродукта.

Технические характеристики конусных сепараторов приводятся в табл. 4.10.

Таблица 4.10

Технические характеристики СК

Параметры	СК-4	СК-6,3	СК-10	СК-16	СК-2
Крупность обогащаемого материала, мм	-100+13	-200 + 6	-200 + 6	-200 + 6	-200 + 6
Площадь зеркала суспензии, м2	4,0	6,3	10,0	16,0	25,0
Внутренний диаметр ко­нуса, мм	2240	2800	3550	4500	5600
Внутренний даметр породной камеры, мм	1250	1500	1800	2120	2500
Объем конуса, м3	4,1	7,6	14,75	28,8	54,0
Объем породной камеры, м3	0,8	1,83	2,26	3,7	6,0
Производительность, т/ч: по исходному по породе	40-63 16	63-100 25	100-160 40	100-250 63	250-400 100
Мощность электродвига­теля, кВт	7	10	14	20	20
Частота вращения мешалки, мин -1	13-15	9-11	6-9	4-7	3-6
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	4465 2800 5800	5480 3640 6400	6225 4550 8000	8095 5910 10400	10400 7570 13375
Масса сепаратора, т	5,05	7,5	11,0	14,2	18,2