где
— начальное содержание засоряющей фракций в исходном продукте, %; р0 — начальная удельная скорость расслоения материала в постели за время dt, 1/с; m— средняя относительная скорость уменьшения расслоения материала в последовательные моменты времени, 1/с; t— время расслоения материала.Значение mзависит от величин р0 и рк и находится из формулы
,1/с. (6)Величины р0 и рк представляют собой начальную и конечную точку кривой р, изменяющейся во времени от своего максимального значения р0 до минимального рк. Эта кривая характеризуется следующим выражением:
(7)где
— уменьшение содержания засоряющей фракции в рассматриваемом продукте за время t.Для практических расчетов теоретических балансов продуктов обогащения отсадкой рекомендуются значения р9 и рк, 1/с:
5. Отсадочные машины. Конструкция. Назначение
Известно, отсадочные машины гидравлические, в которых процесс осуществляется в водной среде, и пневматические, где отсадка происходит в воздушной среде.
По конструктивным признакам отсадочные машины делятся на машины с неподвижным (бесшаровые, диафрагмовые) и подвижным решетом.
По крупности обогащаемого материала различают отсадочные машины: для крупного, мелкого, неклассифицированного материала, для перечистки промежуточных продуктов, шлама.
В зависимости от количества получаемых конечных продуктов отсадочные машины делятся на однокамерные, двухкамерные и трехкамерные.
В практике обогащения руд и углей получили широкое распространение диафрагмовые и беспоршневые отсадочные машины.
Диафрагмовые отсадочные машины. Они бывают с верхним расположением диафрагмы, с боковым в стенке камеры (ОМДСД-1, ОМД-1000, 2-ОВМ-1, МОД-1, МОД-4) и с подрешетным расположением диафрагмы в нижней части камеры (МОД-3, МО-6).
Отсадочные машины 2-ОВМ-1, МОД-1 и МО-6 предназначены для обогащения мелкой руды крупностью от 0,1 до 3 мм. Машины МОД-2, МОД-3 и МОД-4 (сдвоенная) предназначены для обогащения руды крупностью не более 15 мм. Производительность машин этого типа составляет: 2-0ВМ-1 — 4 т/ч, МОД-1 — 12 т/ч, МО-6 (шестикамерной) - 30—39 т/ч.
Диафрагмовые отсадочные машины МОД-2 и МОД-3 предназначаются для обогащения руды крупностью не более 15 мм. Отсадочная машина МОД-2 (рис. 77) состоит из двух камер (МОД-3 — из трех камер), расположенных в корпусе 7, с нижними подвижными коническими днищами 3. Эти днища соединены с рабочими камерами с помощью резиновых манжет 6 и цилиндрической обечайкой 4.
Рис. 1. Диафрагмовая отсадочная машина МОД-2
Конические днища, соединенные между собой пружиной 1, получают качательное движение от электропривода через криво-шипно-шатунный механизм 8 и раму-коромысло 2.
В рабочих камерах установлены решетки и сита 5. Подрешетная вода подается в камеры через коллектор. На сита загружается искусственная постель, толщина которой подбирается в зависимости от крупности обогащаемого материала. Производительность отсадочных машин МОД-2 до 25 т/ч, а МОД-3 до 30 т/ч руды. Отсадочная машина МОД-4 представляет собой сдвоенный комплект двухкамерных машин. Применяется главным образом при обогащении россыпей на драгах. На базе серийно выпускаемой заводом "Труд" отсадочной машины МОД-4 разработана отсадочная машина МОД-2П, отличающаяся количеством камер и наличием оригинального разгрузочного устройства для подрешетного концентрата — гидроэлеватора с обезвоживателем. Корпус 1 отсадочной машины МОД-2П (рис. 78) состоит из двух камер, в которых и происходит процесс отсадки и выделения концентрата под решето 6. Пульсация создается преобразованием вращательного движения электродвигателя 11 в возвратно-поступательные движения траверс 3 и 4, соединенных с корпусом эластичными манжетами 7.
Задняя траверса 4 висит на подвесках 5, а передняя траверса закреплена непосредственно на штоке редуктора 2. Осажденный концентрат разгружается гидроэлеваторами 8 в обезвоживатели 9, а отделенная вода возвращается в подрешетное пространство по сливным трубам 10.
Особенностью машины является ее способность обрабатывать неклассифицированный материал крупностью до 30 мм с выделением под решето тяжелой фракции крупностью до 20 мм. Это достигается вследствие:
применения решет с отверстиями до 20 мм;
применение высоких трафаретов для постели;
создания глубокой искусственной постели из крупнозернистого тяжелого материала;
создания на решете больших пульсаций воды, способных разрыхлять постель.
Другой особенностью машины является устройство для разгрузки крупнозернистого подрешетного материала. В качестве разгрузчика применен простой по конструкции гидроэлеватор, представляющий собой в принципе водоструйный насос.
Техническая характеристика отсадочной машины МОД-2П
· Число пульсаций может быть изменено за счет установки сменных зубчатых пар.
Беспоршневые отсадочные машины получили широкое распространение при обогащении углей.
Рис. 2. Диафрагмовая отсадочная машина М0Д-2П
Разделение материала на тяжелую и легкую фракции в этих машинах происходит при воздействии на слой угля в отсадочном отделении восходящих и нисходящих струй воды. Пульсация воды создается периодическим впуском и выпуском сжатого воздуха при помощи золотников поршневого или роторного типа.
Широкое распространение на угле обогатительных фабриках получили отсадочные машины типа ОМ с роторным пульсатором. Они выпускаются следующих типов: ОМ-8, ОМ-12, ОМ-18. Эти машины предназначены для обогащения углей крупностью 0,5— 13 мм и 13—125 мм.
Кроме того, по отдельным заказам выпускаются отсадочные машины типа ОМК и ОМА.
Отсадочная машина типа ОМ. Особенностью этой отсадочной машины является расположение воздушных камер, имеющих специальную форму, под решетом, что улучшает равномерность пульсаций по всей площади отсадочного отделения и уменьшает расход подрешетной воды и воздуха. Машина ОМ-8 состоит из двух секций, а ОМ-12 и ОМ-18 — из трех унифицированных секций (ступеней), что способствует лучшему разделению материала и гибкости схемы. При большом содержании породы в исходном угле для породного отделения могут быть использованы две секции и, наоборот, при малом содержании породы и большом содержании промпродукта последние две секции используются для промпродуктового отделения, а для породного — одна секция. При трехсекционности имеется возможность один из продуктов направлять в питание машины в качестве циркуляционной нагрузки без его дробления или с дроблением.
В этих машинах каждая воздушная камера соединена с одним воздушным пульсатором. В машинах предусмотрена возможность работать на естественной или искусственной постели или комбинированным способом с укладкой искусственной постели в какой-либо из секций.
На рис. 3 изображена беспоршневая отсадочная машина ОМ-12. Она состоит из воздушных камер 2, расположенных под отсадочными решетками 2, пульсаторов 3, роторных разгрузчиков 4, коробки скоростей 5 и поплавков б.
Уголь через загрузочный порог направляется на отсадочное решето породного отделения. Под воздействием пульсирующих струй воды материал расслаивается по плотности. В конце каждой секции имеется разгрузочная камера и порог с регулирующим шибером. В камерах установлены разгрузочные устройства роторного типа. Отсадочные решета набраны из отдельных секций. Привод состоит из коробки скоростей и электродвигателя. Разгрузочное устройство представляет собой вращающийся с переменной скоростью ротор с лопастями. Вращение ротора осуществляется при помощи отдельного привода. Для подвода подрешетной воды на корпус машины установлен коллектор. Бесшаровые отсадочные машины ОМК (отсадочная машина комбинированная) применяются для обогащения углей крупностью 0,5—13 мм. Отсадочная машина ОМК выпускается двух типов: ОМ-12К и ОМ-18К. Все типоразмеры отсадочных машин типа ОМК состоят из нескольких унифицированных блоков (секций). В этих машинах принято боковое расположение воздушных камер.
Производительность этих машин по питанию в зависимости от площади отсадки и крупности обогащаемого угля колеблется от 200 до 500 т/ч, а по породе — от 40 до 70 т/ч.
Рис. 3. Беспоршневая отсадочная машина ОМ-12
Пневматическая отсадка полезных ископаемых имеет значительно меньшее применение в промышленности, чем обогащение в водной среде. Это объясняется главным образом низкой эффективностью разделения в воздушной среде.
Для обеспечения подвижности постели скорость воздушного потока, направляемого перпендикулярно слою обогащаемого материала, должна быть относительно высокой. С увеличением скорости потока усложняется равномерное распределение воздуха по площади постели. Воздух как среда для разделения материала по плотности применяется при обогащении углей, асбеста и некоторых других полезных ископаемых, обладающих сравнительно малой плотностью.
Принцип действия воздушного потока при разделении по плотности не отличается от действия потока воды. Следует однако иметь в виду, что плотность воздуха при давлении 100 кН/м2 и температуре 288 К составляет всего 1,23 кг/м3, а вязкость — 0,000018 Н-сек/м2 при тех же условиях.