Схемы сепараторов для обогащения по форме

Тема 2. Обогащение по форме

При добыче и переработке некоторых полезных ископаемых на­блюдают различия в форме кусков его компонентов (угли, слан­цы, слюда и асбестосодержащие руд) является следствием их физических свойств).

В отдельных случаях наблюдают проявление различий в форме частиц, обусловленное особенностями работы обогати­тельных машин, например дробилок. Так, при дроблении гор­ных пород на щебень для строительства в продуктах дробления появляются частицы «лещадной» (пластинчатой) формы, которые при использовании щебня в качестве заполнителя для бе­тона снижают его прочность. Уменьшение содержания «лещадных» частиц в готовой продукции может рассматриваться как повышение качества щебня.

Форма минеральных частиц характеризуется коэффициентом формы (Формула 1):

p = 4,87 V ^2/3/ S, (1)

где V – объем частиц, см³;

S – поверхность частиц, см².

Соотношение линейных размеров (доли ед.) частиц различ­ной формы (по В. Г. Деркачу и П. А. Колычеву) приведено ниже.

Длина Ширина Толщина

Форма частиц:

пластинчатая...1 1(0,75) 0,5

продолговатая...1 0,5 0,5

угловатая 1 1 0,5

округлая 1 1 1

Для разделения частиц с использованием различий в форме компонентов могут использоваться следующие способы:

грохочение на специально оформленной просеивающей по­верхности;

обогащение с использованием различий в коэффициентах трения частиц различной формы;

разделение по скорости движения частиц в среде, обуслов­ленной различиями в форме частиц;

разделение по площади контакта частицы с рабочей поверх­ностью аппарата;

комбинированные способы разделения.

Выделение частиц пластинчатой или продолговатой формы путем грохочения улучшается при переходе от круглых к квад­ратным, от квадратных к прямоугольным, от прямоугольных к щелевидным отверстиям. Повышение качества фракционирован­ного щебня за счет выделения частиц «лещадной» формы дости­гают, применяя резинострунные просеивающие поверхности, т. е. с использованием перехода от квадратных к прямоугольным от­верстиям.

Для выделения слюды, имеющей ярко выраженную пластин­чатую форму, выполнение только щелевидной просеивающей по­верхности недостаточно, так как для прохождения пластин слю­ды через щель необходима их ориентация перпендикулярно или наклонно к просеивающей поверхности. Такая ориентация до­стигается с помощью крышевидного грохота (Рисунок 1), образованного из колосникового сита из уголкового железа (1). При этом максимальная толщина пластинки слюды, которая проходит через щель меньше размера щели. При установке вертикальных перегородок толщина пластинок слюды, проходящих через щели грохота, будет увеличена.

Рисунок 1 - Крышевидный грохот

Рисунок 2 - Схемы сепараторов для обогащения по форме

Барабанный грохот (Рисунок 2 а) с удержанием частиц, плоской формы за счет разрежения, на валу 3 которого закреплены чашеобразная 2 и коническая 4 просеивающие поверхно­сти. Внутри барабанного грохота смонтированы устройства вво­да питания 6 и вывода концентрата 7. Коническая просеиваю­щая поверхность 4 охвачена кожухом 1 с уплотнителями 8, из по­лости которого откачивают воздух. Отсев с чашеобразной про­сеивающей поверхности собирают на поддоне 5.

Исходный материал подают с помощью питающего желоба 6 на чашеобразную просеивающую поверхность 2, на которую в подрешетный продукт выделяют тонкозернистый материал и распределяют монослоем частицы округлой и плоской формы. При вращении грохота материал из чашеобразной части 2 по­ступает на коническую 4, где выделяют в надрешетный продукт округлые частицы. Частицы плоской формы перекрывают зна­чительную часть конической просеивающей поверхности и под действием отсасываемого из-под кожуха 1 воздуха прижимают­ся к конической поверхности 4 грохота. Отрыв частиц плоской формы от поверхности барабана осуществляют на выходе зоны разрежения, слюдяной концентрат собирается и выводится из барабанного грохота лотком.

Барабанный грохот можно использовать для выделения слю­ды из отбитой горной массы крупностью —300+0 мм. В отсев выводят частицы крупностью —20+0 мм, а продукт округлой формы после дробления может снова подаваться на обогащение в грохот.

Плоскостной сепаратор для обогащения по форме и парус­ности (Рисунок 2 б) снабжен разгонной площадкой 1, разгру­зочной щелью, отражательным выступом. Особенностью сепа­ратора является наличие перфорированной площадки 2 у отра­жательного выступа 3 и соединение этой площадки с разгрузоч­ной щелью канала 5, в котором установлен вентилятор 6. Подача воздуха через перфорации площадки позволяет исключить удары частиц пластинчатой формы (слюды) об отражающий выступ, а забор воздуха из щели 4 при герметизации разгру­зочного устройства 7 приводит к селективному увлечению в щель 4 частиц, имеющих повышенную парусность, т. е. частиц слюды. Округлые частицы ударяются о выступ 3 и проходят над щелью 4 выше плоских частиц и выводятся в хвостовой продукт.

Различие в коэффициентах трения плоских и округлых час­тиц и их парусности реализовано в полочном сепараторе (Рисунок 2 в), предназначенном для обогащения смеси слюда—гра­нат—кварц крупностью менее 5 мм. Полочный сепаратор со­держит наклонно установленную полку 1, заканчивающуюся трамплином 2, параметры которого (угол поворота, длину) мож­но регулировать, и приемники продуктов разделения с регули­ровочным шибером. Приемник для слюды соединен с всасыва­ющим патрубком вентилятора. При подаче материала на полку 1 сепаратора округлые частицы на подходе к трамплину 2 достигают более высоких скоростей, чем плоские частицы слю­ды, вследствие значительных различий в коэффициентах трения качения граната и скольжения слюды. На трамплине 2 скоро­сти движения частиц гасятся селективно, и различия в скоро­стях движения частиц граната и слюды возрастают. Из-за раз­личий в траекториях движения округлых и плоских частиц и различий в их парусности частицы слюды отклоняются в бункер слюдяного концентрата и осаждаются в нем.

Применение полочного сепаратора позволило получить слюдяные концентраты из слюдосодержащих сланцев Кулетского месторождения. При переработке машинных классов -1,35 + 0,7; -0,7 + 0,4; -0,4 + 0,25; -0,25 + 0,1 мм были получе­ны концентраты с содержанием слюды соответственно 95; 98,85; 96,5; 93,2% и извлечением 8,2; 35,2; 19,3 и 24%.