Устаткування для збагачення за тертям й формою.

Збагачення за тертям й формою засновано на використанні розходження у швидкостях руху поділюваних часток, що мають різні коефіцієнти тертя, по робочій поверхні під дією сили ваги або відцентрових сил. Робоча поверхня може бути рухома і нерухома, горизонтальні й похила, мати різні покриття.

Якщо помістити на похилу площину два мінеральних зерна, одне йз яких має гладку, а інше - шорсткувату поверхню, то перше, маючи менший коефіцієнт тертя, буде переміщатися з більшою швидкістю й, зійшовши з похилої площини, відлетить далі, ніж зерно із шорсткуватою поверхнею.

Різниця у швидкостях руху й траєкторіях польоту зерен після їхнього відриву від похилої площини ще більше підсилиться, якщо зерно із гладкою поверхнею буде мати округлу, а зерно із шорсткуватою поверхнею - пластинчасту форму. У цьому випадку перше з них буде котитися, а друге - сковзати.

Кут нахилу площини, при якому починається рух часток (для гумового покриття) лежить у межах 20-40° для сферичних часток (залежно від матеріалу) і 30-60° - для пластинчастих.

Швидкість руху часток по похилій площині (при заданому куті нахилу) залежить від стану поверхні самих часток, їхньої форми, вологості, густини, крупності, властивостей поверхні похилої площини й характера руху (кочення або ковзання).

Основний параметр, що характеризує рух часток по площині, - коефіцієнт тертя, що у значній мірі визначається формою часток, а вона залежить від природи мінералів і типу руд. Наприклад, мінеральні частки розсипних родовищ, як правило, є обкатаними (округлої форми), а корінних - мають неправильну форму (уламки). Ті самі мінерали сферичної й пластинчастої форми починають рухатися по поверхні при різних кутах її нахилу.

Форма мінеральних часток характеризується коефіцієнтом форми φ

,

де V - об’єм часток, м³;

S - поверхня часток, м².

Для часток кулястої форми , для будь-якої іншої - .

На похилій площині переміщення зерен відбувається під дією сил ваги, на горизонтальній площині обертового диска - відцентрової сили, на гвинтових поверхнях - при комбінованому впливі цих сил.

Рівнодіюча всіх сил, під впливом яких відбувається рух часток по похилій площині, визначається рівнянням

,

а швидкість руху частки по похилій площині можна визначити за формулою

,

де m - маса частки;

g - прискорення вільного падіння;

- кут нахилу площини;

f - коефіцієнт тертя, що приблизно дорівнює ;

- кут тертя.

Коефіцієнт тертя f змінюється зі зміною крупності, тому для ефективного поділу необхідна вузька класифікація матеріалу за крупністю.

Для такого збагачення застосовують пристрої з нерухомою (похилі площини, гвинтові сепаратори) і рухомою (барабанні, стрічкові, дискові, вібраційні сепаратори й грохоти) робочою поверхнею.

Найпростіший пристрій – нерухома похила площина. Може бути каскадного типу з розташуванням щаблів один під іншим. На рис. 7.3 показана схема площинного сепаратора для збагачення слюди. Похилі площини мають на своїх поверхнях пороги-трампліни й розвантажувальні отвори у вигляді поперечних щілин. Кут нахилу й ширина щілини на нижній площині більші, ніж на верхній.

На верхню площину подається сухий матеріал крупністю від 25 до 70 мм. Шматки порожньої породи округлої форми перелітають через щілину, шматки слюди, маючи пластинчасту форму, рухаються повільніше й провалюються в щілину нижче, на наступний щабель, де піддаються перечищенню.

Продуктивність похилої площини (т/год) визначають за формулою

де - коефіцієнт розпушення матеріалу, що рухається

(0,3-0,6);

- густина матеріалу, т/м³;

- товщина шару матеріалу, м;

- ширина робочої площини, м;

- швидкість руху матеріалу, м/с.

Рис. 7.3. Площинний сепаратор

Гвинтовий сепаратор являє собою подвійну похилу площину, згорнуту навколо вертикальної нерухомої осі у вигляді двозахідной спіралі. Частки, що мають різні коефіцієнти тертя, рухаються на різних відстанях від осі спіралі (чим менше коефіцієнт тертя, тим більше радіус), завдяки чому й відбувається поділ.

Продуктивність гвинтового сепаратора підраховують за попередньою формулою, причому ширина шару, що рухається, приймається в межах від половини до однієї третини ширини спіралі.

Перевагами сепараторів з нерухомими робочими поверхнями є відсутність рухомих частин і можливість візуального контролю. До недоліків слід віднести нестабільність їхньої роботи, стираність матеріалу й неможливість одержання кондиційних продуктів.

Стрічковий сепаратор (рис. 7.4) являє собою похилий стрічковий конвеєр, на який у певнім місці невеликим шаром подається матеріал. Частки з меншим коефіцієнтом тертя скачуються зі стрічки в приймач I, а з більшим - захоплюються стрічкою нагору в приймач II.

Рис. 7.4. Стрічковий сепаратор

У дискових сепараторах (рис. 7.5) робочою поверхнею служить шорсткуватий металевий диск, розташований з ухилом убік, протилежний подачі матеріалу. Руда подається по жолобу 2 на обертовий диск 1. Під дією відцентрової сили матеріали з меншим коефіцієнтом тертя відкидаються до зовнішнього краю диска й розвантажуються в перший по ходу диска жолоб 3, з більшим - у наступний жолоб 4, із найбільшим коефіцієнтом тертя - в останній жолоб 5.

Принцип дії вібраційного сепаратора для сухого збагачення – рух часток по робочому органі під дією вібрацій із частотою 33-66 Гц. Сепаратор установлюється під нахилом в 20-50º і частки матеріалу піднімаються нагору по робочому органі. Висота підйому знаходиться у прямій залежності від величини коефіцієнта тертя. Крім поздовжнього нахилу робочий орган має й поперечний (до10º), тому частки, здійнявшись на певну висоту, скачуються у відповідні приймачі.

Рис. 7.5. Дисковий сепаратор:

1 – диск; 2 – живильний жолоб; 3, 4, 5 – розвантажувальні жолоби

Дата добавления: 2015-08-18