Равнопадаемость при стеснённом падении

Различия в скоростных движениях зёрен в стеснённых и свободных условиях оказывает существенное влияние на равнопадаемость и вносит определённые коррективы в представление о закономерности разделения зёрен в процессах гравитационного обогащения руд.

Взвеси, имеющие различные объёмные концентрации и состоящие из минеральных частиц, различаются плотностью, размерами и формой, могут иметь одинаковые скорости падания. Такие взвеси называются равнопадающими.

Снижение скорости движения зёрен в стеснённых условиях отражаются на величине коэффициента равнопадаемости, который становится по абсолютному значению выше, в сравнении с коэффициентом равнопадаемости свободного перемещения зёрен.

Эквивалентный диаметр лёгкого – d_эл

Увеличение коэффициента равнопадаемости в стеснённых условиях позволяет увеличить шкалу классификации машинных классов, а далее упростить операции грохочения в следствие сокращения числа машинных классов, уменьшить число обогатительных операций и создать более экономическую технологическую схему.

Характеристика процесса гидравлической классификации и используемые способы. Механические классификаторы. Однокамерные и многокамерные гидравлические классификаторы.

Гидравлическая классификация – процесс разделения в жидкости смеси частиц на классы крупности по скорости их падения в полях гравитационной или центробежной силы.

Классификацию применяют для разделения рудного материала на два или несколько классов крупности; для замыкания цикла измельчения, обезшламлевания продуктов, сгущение продуктов обогащения.

В практике обогащения испытывают главным образом: гидроциклоны, спиральные классификаторы, многокамерные гидравлические классификаторы (спиготы).

При промывке нерудных полезных ископаемых применяют также прямо- и противоточные гидравлические классификаторы.

Обычно классификации подвергают продукт, содержащий частицы меньше 6 мм (для руд) и 13 мм (для углей).

Гидравлическая классификация применяется для разделения пограничной крупности 4 мкр. и более.

Обезшламлевание обычно проводят по зерну от 10-20 до 40-70 мкр.

Гидравлическая гравитационная классификация проводится в вертикальном или горизонтальном потоках жидкости.

1. Принцип разделения частиц в классификации с вертикальным потоком состоит в транспортировании жидкости, перемещается с непостоянной скоростью. При этом в верхнюю часть аппарата поднимаются частицы, скорость падения которых меньше скорости потока. При этом частицы, имеющие гидравлическую скорость больше скорости потока; опускаются.
2. В классификациях с горизонтальным потоком частицы большой гидравлической крупности опускаются на дно и разрушаются тем или иным способом; а частицы меньшей гидравлической крупности не успевают осесть и выносятся потоком в слив через порог или специальное отверстие.

На процесс классификации оказывает влияние конструкция аппарата, стеснённые условия, гранулометрический состав питания (ситовой состав). Наличие в отдельном узком классе материала, различного по плотности и форме, приводит к неизбежному взаимному засорению продуктов разделения.

Классификаторы:

Механические классификаторы:

Работают по принципу разделения исходного продукта в горизонтальном потоке пульпы на крупную фракцию (пески) и мелкую (слив). Разгрузка песков осуществляется механическим способом. В зависимости от от конструкции разгрузочного устройства различают: реечные, спиральные и чашевые. В связи с появлением более компактных и экономичных центробежных классификаторов в виде гидроциклонов применение механических классификаторов уменьшилось. Из числа указанных конструкций механических классификаторов внаст. вр. Используют только спиральные классификаторы, кот. состоят из наклонного корыта, в котором помещены 1 или 2 вращающихся вала с насаженными на них спиралями. Для предохранения от износа спираль футеруется пластинами из отбелённого чугуна, легированной стали или высокопрочных сплавов. Шаг спирали приблизительно равен половине её диаметра. Исходный материал подаётся в нижнюю часть ванны; мелкие частицы, у которых скорость падения низкая, удаляются через порог; крупные частицы, у которых скорость падения высокая, оседают на дно и спиралью транспортируются в верхнюю часть ванны, где разрушаются через специальные отверстия. На дне аппарата образуется постель из осевших частиц, которая предохранит ванну от износа.

Однокамерные гидравлические классификаторы применяют для отделения песков от шламов при низкой эффективности классификации или обезвоживания мелкозернистого материала, также исп. в качестве промежуточной буферной емкости. Разгрузка слива происходит самотеком через сливной порог, а песков – непрерывная через песковые насадки или с применением затворов периодического действия.

Многокамерные гидравлические классификаторы предназначены для подготовки материала к последующему гравитационному обогащению и применяются для одновременного получения нескольких продуктов, которые характеризуются узкими классами крупности. Материал в них разделяется в восходящем или горизонтальном потоке воды. Выполнен кл-р в виде ванны, ко дну кот. Присоединено несколько вертикально расположенных классифицирующих камер. Размеры камер увеличив. от загрузки к разгрузке, поэтому горизонтальная скорость потока пульпы уменьшается от загрузки к разгрузке. В нижней части камеры имеются отверстия для выпуска (непрерыв. или периодич.) продукта и подачи дополнительной воды, создающей восходящие потоки. В каждой камере устанавливаются скорости восходящего потока воды = конечной скорости стесненного падения частиц расчетной крупности разделения.

Отсадка. Теоретические модели отсадки. Отсадочные машины. Режим и регулирование процесса отсадки.

Отсадка – процесс разделения частиц по плотности в водной или воздушной среде, пульсирующей относительно разделяемой смеси в вертикальном направлении. Этим методом можно обогащать материал от 0,1 мм до 400 мм.

Применяется при обогащении углей, сланцев, окисленных, железных, марганцевых, вольфрамовых и других руд.

Преимущества:

1. Универсальность.
2. Простота технологической схемы.
3. Высокая производительность (до 600т/ч)
4. Высокая технологическая эффективность.
5. Экономичность.

В процессе отсадки материал, помещённый на решете отсадной машины, периодически разрыхляется и уплотняется. При этом зёрна обогащаемого материала под влиянием сил, действующих в пульсирующем потоке перераспределяются таким образом, что в нижней части постели сосредотачиваются частицы максимальной площади, а в верхней – минимальной площади. Размеры и формы частиц также оказывают влияние на процесс расслоения.

Распределение зёрен по площади в отсадной машине обусловлено в основном действием гравитационной силы. Наличие случайных факторов в формировании сил, действующих на отдельную частицу, препятствуют точному разделению обогащаемого материала по площади. Поэтому распределение частиц различной площади по слоям постели отсадочной машины имеет вероятностный характер и подчиняется статичным закономерностям.

Слой материала, находящийся на решете при отсадке крупного материала, называют естественной постелью; а при отсадке мелкого материала (меньше 3-5 мм) – надпостельным слоем.

При отсадке мелкого материала на решето укладывают слой боле крупных (в 2,5 – 6 раз) частиц, чем отсаживаемые. Этот слой будет называться искусственной постелью. При отсадке дополнительно под решето непрерывно или периодически подаётся вода, проходящая через постель, которая называется подрешётной водой.

Под действием загружаемого материала, а также под движением транспортной и подрешётной воды, постель одновременно с расслоением перемещается в горизонтальном направлении. Нижние слои постели, состоящие из тяжёлых продуктов, удаляются из отсадочных машин через решето и разгрузочные щели, а затем с помощью обезвоживающих элеваторов. Лёгкие продукты вместе с водой удаляются через сливной порог. Пульсацию среды, в которой производится разделении, создают движением поршня, диафрагмы, периодичной подачи сжатого воздуха или колебаниями самого решета. Отсадочная машина состоит из нескольких камер. Продукты, получаемые в каждой камере объединяют и в ходе работы машины получают 2 (концентрат и хвосты) или 3 (концентрат, промышленный продукт, хвосты) продукта.

Цикл отсадки – закономерность вертикального перемещения среды или решета в течение 1-го периода колебания.

Элементами цикла являются подъём, пауза, опускание среды. Применяется гармонический цикл отсадки, при котором перемещение среды и изменение её скорости во времени происходит по следующим формулам:

s – перемещение среды, отсчитываемое от нижнего положения

l – размах колебаний (амплитуда колебаний)

w – частота (круговая)

n – число колебаний

v – скорость перемещения среды

t – время, отсчитываемое от начала цикла

Для беспоршневых отсадочных машин, в которых колебания среды создаются периодической подачей сжатого воздуха, цикл отсадки характеризуется соотношением периода впуска, паузы и выпуска воздуха. Например, 40-10-50:

Впуск воздуха – 40% от всего периода цикла; пауза – 10% и выпуск – 50%.

Цикл может оказать существенное влияние на отсадки лишь при небольшой частоте среды (больше 100 колебаний за 1 мин). Это исполняется при отсадке крупного материала.

Процесс отсадки состоит:

1. Собственная отсадка.
2. Разгрузка разделившихся продуктов.

При разгрузке основной задачей является удаление продуктов без нарушения процесса расслоения. При расслоении основным параметром, влияющим на результаты отсадки, является площадь постели, которая зависит от её разрыхлённости. Разрыхлённость постели характеризуется коэффициентом разрыхления, равным отношению объёма жидкости к сумме (V_ж + V_т):

m= V_ж / (V_ж + V_т)

Также важными характеристиками постели является её высота, гранулометрический и фракционный состав.