ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизм процесса концентрации в винтовом потоке пульпы из "Винтовые сепараторы для обогащения руд" Значительный интерес для оценки механизма процесса концентрации представляют исследования А. Мейстера, По результатам работы, пройеденной на винтовом сепараторе Хемфрис, он сделал попытку оценить отдельные физические явления, протекающие в винтовом потоке пульпы. В ходе изучения процесса им были выявлены основные факторы, разделенные на две группы. К первой группе относятся факторы, связанные с пульпой, ко второй — факторы, зависящие от аппарата. А. Мейстер также выявил ряд качественных занисимостей между свойствами полезных ископаемых и эффективностью процесса, дал критерии оценки процесса (гл, П1, 2). [c.28] На основе результатов проведенных последований процесс концентрации в винтовом потоке пульпы можно условно разделить на три фазы. [c.28] Первая фаза по характеру является подготовительной, охватывает начальный период движения пульпы в момент формирования потока, когда в ней происходит расслоение минеральных зерен. [c.28] Вторая фаза, наиболее важная, характеризуется неустанови -шимся движением ранее расслоившихся зерен, В этот период происходит перераспределение зерен по сечению потока, зерна приобретают постоянную скорость движения. [c.28] Рассмотрим подробнее каждую из указанных фаз процесса концентрации (рис. 13). [c.29] Исследование по изучению явления расслоения материала было проведено Дайером, который установил, что материал, состоящий из железных и деревянных шариков разной крупности, под действием вибраций и встряхиваний перераспределяется по крупности с концентрацией мелких шариков в нижних слоях. В отличие от гидравлической классификации Дайер назвал такой вид расслоения обратной классификацией, или сегрегацией. [c.30] Экспериментами, проведенными И. Н. Исаевым [43, 44), было установлено, что расслоение материала в колеблющейся кювете с водой протекает значительно эффективнее, чем без воды. Такой же вывод сделан А. Годеном применительно к работе концентрационного стола [36]. [c.30] Бочковским было изучено несколько способов расслоения, в том числе смывное действие потока воды, текущей по наклонной плоскости [16]. Выявлено, что в процессе расслоения больпюе значение имеет расклинивающее действие нижележащих зерен вышележащими. [c.30] Водная среда в значительной мере способствует созданию благоприятных условий для разрыхления и расслоения. Известно, что поток при определенных режимах движения обладает способностью приводить во взвешенное состояние твердую фазу. При этом несущая способность потока определяется его турбулентностью, требуемая величина которой зависит от физических свойств твердой фазы. С увеличением турбулентности потока, когда растет значение вертикальной составляющей пульсации, все большие объемы твердой фазы переходят во взвешенное состояние, начиная от мелких зерен и кончая более крупными. [c.30] Твердая фаза, перемещаясь с потоком по желобу, может находиться в различном состоянии во взвешенном, полувзвешенном и в беспорядочном движении. В определенном диапазоне режима зерна интенсивно высаживаются из потока на дно в виде разрыхленного слоя. При этом они некоторое время пребывают в состоянии опоры. Чрезмерно высокая турбулентность потока нарушает общее состояние разрыхленности и создает беспорядочное перемешивание. [c.30] Важное значение для расслоения имеет отношение между крупностью тяжелых и легких зерен. Расслоение протекает эффективнее, если материал представлен гидравлической крупностью. Наличие циркуляции в винтовом потоке способствует созданию условий для расслоения и концентрации минеральных зерен. [c.31] Перераспределение расслоившихся зерен. В процессе концентрации рудного материала на винтовом желобе происходит перераспределение зерен по сечению потока. Оно обусловливается тем, что на зерна, отличающиеся по своим физическим свойствам, при их движении по винтовому желобу в потоке пульпы действуют силы, различные по величине (см. гл. I). [c.31] Перемещение минеральных зерен большими группами и особенно слоем небольшой толщины выгодно отличается от движения одиночных зерен. При этом более сложным становится взаимодействие сил. [c.31] Основной тормозящей силой движения материала по винтовому желобу является сила трения. Величина этой силы зависит в основном от высоты расположения зерна в слое материала, характера и продолжительности контакта, вида движения (скольжение, качение), коэффициента трения. Чем выше расположено зерно над дном желоба, тем меньше сопротивление его движению. Так, зерна пустой породы мало или кратковременно соприкасаются с поверхностью желоба, следовательно, сопротивление движению со стороны желоба у них значительно меньше. И, наоборот, зерна большой плотности, находящиеся непосредственно у дна желоба, испытывают наибольшее сопротивление движению, они находятся почти в непрерывном контакте с дном. Сила трения у таких зерен усиливается от давления вышераспо-поженных зерен. [c.31] Таким образом, зерна пустой породы под действием сильного гидродинамического давления потока и незначительного сопротивления движению со стороны дна желоба приобретают относительно большую скорость и в результате проявления центробежной силы пнерции они непрерывно удаляются к внешнему борту. [c.31] Зерна большой плотности перемещаются с небольшой скоростью, при этом действие центробежной силы инерции ничтожно мало. Доминирующее значение в этих условиях имеет вес, под действием которого зерна перемещаются в направлении наибольшего уклона винтовой поверхности. В первый период зерно движется по траектории, напоминающей спираль. Еслп скорость зерна увеличивается, то оно движется по спирали возрастающего радиуса, и, наоборот, если скорость зерна уменьшается, то оно перемещается по спирали убывающего радиуса. [c.31] В период неустановившегося движения происходит перераспределение зерен по поперечному сечению потока в зависилюсти от их физических свойств (рис. 13, в). [c.32] Перераспределение зерен по сечению потока происходит под действием тангенциальной составляющей от веса зерна, которая возникает в результате наклона винтовой поверхности в сторону оси винтового желоба (угол Р) [119]. Для того чтобы оценить роль циркуляции как фактора, влияющего на перераспределение зерен, необходимо исключить действие тангенциальной составляющей веса зерна. Этим условиям отвечает винтовой желоб с профилем поперечного сечения в виде горизонтальной прямой. Если исходить из представлений о взаимодействии сил без учета циркуляции, то при движении пульпы по этому желобу весь твердый материал под действием центробежных сил инерции должен переместиться от осп винтового желоба и двигаться у внешнего борта. При этом минеральные зерна большой плотности должны концентрироваться у поверхности наружного борта. Опыты показали, что при движении пульпы по винтовому желобу происходит хорошее разделение материала с концентрацией зерен большой плотности (касситерита) у внутренней границы потока в виде хорошо видимого веера. В данном случае перераспределение материала можно объяснить только действием циркуляции. [c.32] Таким образом, перераспределение расслоившихся зерен по сечению потока происходит вследствие неодинаковых скоростей их движения, а также от действия гидродинамического давления циркуляции. [c.32] Вернуться к основной статье