Что называется процессом отсадки?

Что такое «постель», каковы ее свойства?

По каким признакам классифицируются отсадочные машины?

Какие типы отсадочных машин Вы знаете?

Охарактеризуйте работу отсадочной машины типа МОД.

Объясните принцип действия и обогащение полезного ископаемого в отсадочной машине ОМШ.

Как происходит отсадка в воздушно-пульсационных отсадочных машинах?

Опишите действие машины МОБК – 8.

Какие еще машины могут применяться в практике отсадки полезных ископаемых?

Домашнее задание:

Подготовиться к опросу лекционного материала, начертить эскизы разобранных на лекции отсадочных машин.

ЛЕКЦИЯ 13.

ОБОГАЩЕНИЕ НА КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ СТОЛАХ.

Цель: Изучение обогащения полезных ископаемых на концентрационных столах, а так же принцип действия данных аппаратов.

План:

Краткая характеристика процессов обогащения в потоке воды, текущей на наклонной плоскости.

Работа и устройство концентрационных столов.

Ключевые слова: шлюзы, струйные желоба, струйные концентраторы, конусные сепараторы, концентрационные столы, минеральные зерна, зависимость от плотности, формы и массы, скорость движения, концентратный конец, резиновая нарифленная поверхность, возвратно-поступательной движение, СКМ-1, ЯСК-2, ЯСК-1, СКО-15, производительность

1.Этот метод обогащения осуществляется в наклонных водных потоках малой глубины (толщины). Исходный материал вместе с водой движется по наклонной плоскости, и минеральная частица, находящаяся в потоке воды, имеющей скорость, испытывает действие следующих сил: силы тяжести, направленной вертикально вниз; силы динамического воздействия потока воды, направленной в сторону его движения; силы от воздействия вертикальной составляющей скорости потока, направленной вверх; силы трения, направленной в сторону, противоположную движению зерна. Разделение минеральных частиц по плотностям и крупности происходит за счет различия в характере их движения. При малых скоростях зерна оседают на дне, при больших – взвешиваются в потоке. Для гравитационного расслоения зерен по плотностям в текущем потоке воды создается такой режим движения, который исключает перенос во взвешенное состояние тяжелых зерен. Поэтому в верхних слоях потока находятся наиболее легкие частицы, а тяжелые медленно скользят по дну. Выносу легких частиц в верхние слои потока способствуют так же образующиеся во время движения пульпы придонные вихри.

Скорость движения отдельных слоев жидкости по глубине потока неодинакова: она максимальна на поверхности потока и минимальна у его дна. Поэтому легкие зерна минералов, находящихся в верхних слоях потока, сносятся потоком быстрее и легче, чем зерна тяжелых минералов.

Данный принцип обогащения используется в шлюзах, моечных и струйных желобах, струйных концентраторах, винтовых и конусных сепараторов, концентрационных столах.

Исходный материал вместе с водой движется по наклонной плоскости, и минеральная частица, находящаяся в потоке воды, ис­пытывает действие следующих сил (рис. 41): силы тяжести G₀, направленной вертикально вниз, силы динамического воздействия потока воды {Р_u} в направлении его движения, силы от воздействия вертикальной составляющей скорости пото­ка (Рс), направленной вверх

Рис. 41. Обогащение в струе воды, текущей по наклонной плоскости

Минеральные зерна в зависимости от их формы, плотности и размера под действи­ем рассмотренных сил скользят или перекатываются по дну, перио­дически подхватываются вихревыми струями, поднимаются на неко­торую высоту и перемещаются вместе с водным потоком во взве­шенном состоянии, затем снова касаются дна и т. д. Для гравитаци­онного расслоения зерен по плотности в текущем потоке воды созда­ется такой режим движения, который исключает перенос во взве­шенное состояние тяжелых частиц. Поэтому в верхних слоях потока находятся наиболее легкие зерна, и тяжелые медленно скользят по дну. Выносу легких частиц в верхние слои потока способствует так­же образующиеся во время движения придонные вихри.

Скорость движения отдельных слоев жидкости по глубине потока неодинакова: она максимальна у его дна. Поэтому легкие зер­на, находящиеся в верхних слоях, сносятся потоком быстрее, чем зерна тяжелых минералов.

Концентрационные столы нашли широкое применение при обогащении оловянных, вольфрамовых, редкометалльных, золотосодержащих руд крупностью от 3 до 0,04 мм, а также углей крупностью менее 10 мм.

Общий вид концентрационного стола показан на рис. 42.

Сотрясательный концентрационный стол имеет:

трапецеидальные или ромбические деки из дерева или алюминиевого сплава, покрытие линолеумом или резиной. В последнее время приме­няют покрытие из стеклопластика или бутакрила. Вдоль деки крепятся узкие рейки-рифли, высота которых уменьшается в направлении к торцевой концентрационной части деки стола;

опорное устройство (раму) с механизмом регулирования поперечного наклона деки;

приводной механизм, сообщающий деке асимметричные возвратно-поступательные движения.

Процесс концентрации на столе происходит следующим образом: руд­ные зерна под воздействием потока воды перемещаются наклонной деке стола (в поперечном направлений), в то же время зерна имеют продольное (вдоль деки) перемещение, обусловленное возвратно-посту­пательными движениями деки. При этом на частицу действуют: сила тяжести; сила гидродинамического давления турбулентного потока воды и сила трения о деку (для нижнего придонного слоя) или об уплот­ненную минеральную постель (для верхних слоев взвеси).

Рис. 42. Вид концентрационного стола.

Асимметричность возвратно-поступательных движений деки (более быстрый ход деки назад) приводит к проявлению значительных инер­ционных сил, превышающих силы трения зерен о поверхности деки сто­ла, и к движению их вдоль деки. Движение зерен, различающихся плотностью и размерами, оказывается неодинаковым: тяжелые зерна имеют значительные инерционные составляющие вектора скорости, а крупные зерна при этом испытывают большое гидродинамическое давле­ние смывного потока воды. В плотных слоях потока происходит сегре­гация - просеивание мелких тяжелых частиц в промежутках между круп­ными.

В результате этого расположение различных зерен на деке стола становится веерообразным (рис. 43).

При обогащении углей в первых зонах разгрузки (со стороны приво­да) располагаются наиболее крупные и наиболее легкие зерна, в последующих зонах крупность зерен уменьшается, а плотность их уве­личивается.

За время продвижения взвеси зерен по деке стола происходят раз­рыхление, расслаивание ее и избирательное транспортирование зерен в соответствии с их плотностью, крупностью, а также формой.

Частицы верхних слоев потока при движении по деке стола после­довательно попадают в межрифельные промежутки, где они повторно расслаиваются. При движении зерен вдоль межрифельных каналов в сто­рону разгрузки тяжелых зерен (к торцевой стороне деки уменьшается высота нарифлений) поперечный поток смывной воды дополнительно вы­мывает легкие зерна, т. е. концентрат очищается.

Таким образом, на концентрационном столе происходит последова­тельное многократное повторение концентрации в промежутках между рифлями и в то же время дополнительная концентрация расслоившегося тяжелого материала при веерообразном движении его к разгрузке. Кон­центрационный стол обеспечивает одновременно и высокое извлечение тяжелых минералов (бедные хвосты), и высокую степень концентрации (богатые концентраты).

Рис. 43. Веерообразное расположение зерен на де­ке стола:

А — концентрат; В — промпродукт I; С - промпродукт II; D — хвосты; Е — отвальные хвосты; F — шламы

Однако удельная производительность концентрационных столов из-за малых скоростей и глубин потоков невелика. Поэтому концентрационные столы чаще применяют не в операциях первичного обогащения материа­лов, а при перечистках черновых концентратов или при обогащении мелких классов, не обогащаемых другими аппаратами (например, от­садкой).

2.Концентрация на столах, как указывалось ранее, применяется для обогащения руд олова, вольфрама, редких, цветных, благородных и черных металлов, а также угля крупностью -4+0,01 мм.

Обязательным условием подготовки материала перед обога­щением на концентрационных столах является разделение его на классы по равнопадаемости в гидравлических классификаторах. По­сле такой классификации в каждом классе зерна легкого минерала имеют одинаковую скорость падения с зернами тяжелого, причем все зерна тяжелого минерала имеют меньшие размеры, чем минимальное зерно легкого минерала. Это способствует лучшему расслоению ма­териала на столе.

Стол имеет слегка наклонную деку, на которую поступает питание из загрузочного устройства; смывная вода распределяется вдоль питающей стороны.

Дека стола колеблется в продольном направлении с помощью механизма, использующего медленный ход штока вперед (прямой ход) и быстрый ход назад (обратный ход), который позволяет мине­ральным частицам развертываться веером поперек деки. Тяжелые частицы движутся к концентратному концу, где они и разгружаются, а легкие - остаются в суспензии и текут через стол к хвостовому концу.

Основные различия между столами различных конструкций заключаются в форме и способе подвешивания деки, а также - в типе механизма, который придает асимметричное возвратно-поступательное движение деке.

Существуют две основные формы деки: трапецеидальная и диагональная. Диагональная дека обычно имеет более высокую про­изводительность, дает высококачественный концентрат на широкой полосе и снижает выход промпродукта. На диагональной деке лучше извлекаются тонкие частицы. Дека укреплена на двух поперечных стальных шасси с подшипниками скольжения, опирающимися на раму. Деку делают из сосновых досок или алюминия. Поверхность деки обычно покрывается резиной, линолеумом или стеклопласти­ком, на которые набиваются деревянные, резиновые нарифления (рифли). Вдоль верхнего края деки размещаются загрузочное устрой­ство и желоб для подачи смывной воды.

Асимметричное возвратно-поступательное движение, произ­водимое механическим приводом, таково, что дека и слои частиц на ней оказываются на мгновение в покое до конца движения обратного хода. Затем дека движется вперед и частицы начинают двигаться в направлении к разгрузочному концу стола (концентратному). В кон­це прямого хода дека резко начинает быстрый обратный ход, однако частицы по инерции продолжают скользить вперед в течение всего обратного хода.

В результате дифференциального движения стола зерна пе­ремещаются вперед в продольном направлении деки, причем тяже­лые зерна продвигаются вперед с большей скоростью, так как приоб­ретенная сила инерции у них больше, чем у зерен меньшей плотности. Сила смывной воды, наоборот, действует в большей степени на легкие зерна, т. е. эти зерна в поперечном направлении перемещают­ся с большей скоростью, чем тяжелые зерна.

Рис 44. Направление движения частиц различной плотности на деке концентрационного стола (1 - зерно тяжелого минерала; 2 - зерно легкого минерала).

При воздействии этих сил каждая частица в зависимости от плотности и крупности продвигается в направлении равнодействую­щей силы. На рис. 44 графически представлено движение зерен на поверхности деки стола.

Турбулентный характер движения воды между нарифлениями способствует лучшему расслаиванию материала по плотности и удалению легких минералов из слоя тяжелых. Расположение нарифлений, их высота, расстояние между ними зависят от плотности ми­нералов, угла наклона деки и расхода смывной воды. Высота нарифлений зависит от крупности обогащаемого материала и составляет 6... 12 мм. Нарифления обычно устанавливаются на деке стола не по всей ее поверхности (рис. 45). В продольном разрезе на­рифления имеют вид треугольника с острым углом, так как они ска­шиваются в направлении разгрузки тяжелой фракции.

Рис 45. Концентрационный стол СКМ-1

1-дека; 2 - нарифление; 5-желоб для пульпы; 4 -желоб для воды; 5- планки для регулирования подачи воды; 6-опора; 7-ролик; 8-винт кренового механизма; 9-маховичок кренового механизма; 10-натяжное устройство

Длина нижних нарифлений равна длине стола, остальные обрезают со стороны при­вода соответственно линии среза. Поэтому верхние нарифления имеют меньшую высоту, чем нижние, причем каждая последующая рифля выше предыдущей. Это необходимо для удержания зерен верхних слоев материала от быстрого смывания их с деки. В верхней части деки, т. е. ближе к загрузке, зерна тяжелых минералов вследст­вие своей большей плотности удерживаются между рифлями даже при их небольшой высоте. По мере приближения материала к ниж­нему краю деки между рифлями должны удерживаться все более легкие зерна, которые для своего задержания требуют большей вы­соты рифлей. Снашивание на нет рифлей к месту разгрузки концен­трата необходимо для смывания с деки струей воды сначала легких зерен верхних слоев материала, затем более тяжелых зерен средних слоев и далее - самых тяжелых зерен нижних слоев. Таким образом, скашивание рифлей способствует расхождению продуктов веером по поверхности деки стола.

Современные концентрационные столы различаются конст­рукциями дек и нарифлениями на них. Концентрационный стол с одной декой СКМ-1 (см. рис. 46) предназначен для обогащения руд крупностью -3...0, мм. Дека стола имеет трапецеидальную форму, сверху покрыта линолеумом, на котором закрепляются прямоуголь­ные рифли шириной 7 мм. Площадь одной деки 7,5 м², число ходов деки в одну минуту 230...300, длина хода деки 8...30 мм, производи­тельность стола 0,3...3 т/ч.

Для повышения производительности концентрационные сто­лы делают с двумя, тремя, шестью и двенадцатью деками. На рис. 43. показан трехъярусный сдвоенный стол ЯСК-1 с шестью деками из алюминиевого сплава.

Рис. 46. Трехъярусный концентрационный стол ЯСК-1

1 - креновый механизм; 2 - центральный желоб; 3 - опора скольжения; 4 - рама; 5 - привод; 6 – электродвигатель, 7, 8, 10- 14, 16-деки; 9 - правый желоб для воды; 15 - подъемный рычаг

В зависимости от способа установки концентрационные сто­лы выпускаются опорными (дека опирается на подшипники, уста­новленные внизу на неподвижной раме) - СКМ-1, ЯСК-1, ЯСК-2 или опорно-подвесными (дека совершает колебания вместе с подвижной рамой, подвешенной на тросах к опорной раме - СК-22 (три деки с общей площадью 22,5 м² и производительностью 3...9 т/час), СКП-20 (двенадцать дек с общей площадью 20 м² и производительностью 2,5..,7 т/час.

Выводы:

Этот метод обогащения осуществляется в наклонных водных потоках малой глубины (толщины). Исходный материал вместе с водой движется по наклонной плоскости, и минеральная частица, находящаяся в потоке воды, имеющей скорость, испытывает действие следующих сил: силы тяжести, направленной вертикально вниз; силы динамического воздействия потока воды, направленной в сторону его движения; силы от воздействия вертикальной составляющей скорости потока, направленной вверх; силы трения, направленной в сторону, противоположную движению зерна. Разделение минеральных частиц по плотностям и крупности происходит за счет различия в характере их движения.

Данный принцип обогащения используется в шлюзах, моечных и струйных желобах, струйных концентраторах, винтовых и конусных сепараторов, концентрационных столах.

Контрольные вопросы: