> Техника, страница 32 > Воздушное обогащение

Воздушное обогащение

Воздушное обогащение —один из способов разделения в струе воздуха руд или других полезных ископаемых на составляющие их минералы. Закон Риттингера, устанавливающий, что падение зерен в воде, с достаточной для практич. целей точностью, может быть принято происходящим по закону равномерного движения с постоянной скоростью, к В. о. не применим благодаря малой плотности воздуха и способности его сжиматься. Вообще говоря, разность скоростей падения зерен в воздухе ощутима лишь при условии уменьшения влияния ускорения силы тяжести; поэтому для разделения всегда применяют падение зерен в струе восходящей или горизонтальной, но не нисходящей. Вследствие затруднений при создании струи воздуха, способной поднять крупные зерна руды, обработке подвергается лишь мелочь; В. о. неприменимо для очень мелких пылевидных частиц, легко уносимых струей воздуха. На тех же принципах основывается классификация по крупности для частиц одного и того же вещества и, кроме того, обеспыливание. В том или ином случае на минеральную частицу действует сила струи воздуха, которая может быть выражена след, ф-лой:

P-V-Y-F- S·

где Р—сила, действующая на частицу, в килограммах, ψ—опытный коэфф-т, зависящий от формы частицы (для плоской поверхности он изменяется в пределах от 1 до 3), υ—скорость струи воздуха в м/ск, у—вес 1 м³ воздуха в килограммах (у=1,293 к г/м³), F—площадь сечения частицы, нормальная к направлению струи, в м^г, д—ускорение силы тяжести.

Под влиянием силы тяжести частица оказывает сопротивление: G—W-δ, где G—вес частицы, W—объём ее, ό—уд. вес. Вследствие этого частица будет поднята силой

R=y.y.F~£-W-d

(потерей в весе тела, равной весу вытесненного им воздуха, мы пренебрегаем вследствие ее ничтожной величины).

Если принять, что частица имеет форму

шара, то

Д =

т.(1¹

υ* πά³.

^----Ч’· У---- · о.

2д ^ν 6

Для двух частиц одного и того же вещества та из них будет поднята струей воздуха выше, диаметр которой меньше; именно, если частица с диаметром й, будет поднята на высоту h_v а частица й₂ на высо-

f к. do

ту Jl₂, то _ht=^·

Условие, при к-ром частицы двух разных минералов (диам. с? и уд. вес ί и диам. D и уд. вес J) будут подняты на одинаковую высоту, получится, если мы приравняем ускорения, получаемые этими частицами от силы R, зная, что R=mj, где ш—масса тела, a j—ускорение, сообщаемое силой В:

π<2²

Ri=m₁-j₁ =

г,

2 д

2д

Так как

π(ί* г			τζΌ*
	И	m₂ =	6sT
3	V²	-ψ.γ
Jl=_T	d-δ	-ψ.γ	-9
3	V²	·ψ·γ-
3 2 £	d-δ	·ψ·γ-	- 9·

πά*

π£⁸

•Λ,

Принимая, что j₁=j₂, получаем:

A _ Α__ε

D ~~ 6 ^—

T. e. диаметры частиц, поднятых струей воздуха на одинаковую высоту, должен быть обратно пропорциональны их уд. в Эта формула весьма напоминает выражение, данное Риттинге-ром для равнопадающих частиц, но законы падения тел в воздухе все же отличаются от законов падения тел в воде, а именно: падение тел в воздухе совершается с ускорением, по величине немного меньшим 9,81 м/ск², в то время как, по Риттингеру, в воде тела падают с постоянной скоростью. Эта формула указывает, что для возможности разделения частиц в струе воздуха по их уд. весу необходимо произвести предварительную классификацию на грохотах, шкала которой не должна превосходить указанного коэффициента ε„. Последний всегда меньше риттингеровского коэфф-та равнопадаемости

_ d _Λ-γ ^ePum. j) δ-γ ’

где у—уд, в жидкости (для воды у=1), то есть шкала предварительной сухой классификации для В. о. более узкая, чем для мокрого.

В. о. применяется главным образом для обработки сухих и мелковкрапленных руд, а также углей, для которых обработка в воде вызывает большие потери в виде шлама; в особенности В. о. может иметь значение в сухих, безводных местностях. Воздушная классификация по крупности осуществляется на различных аппаратах, в том числе на описываемом ниже сепараторе Mum-ford & Moodie (фигура 1). Он состоит из двух концентрич. конусов А я В, над которыми быстро вращается го-ризонтальн. диск Ώ. Руда из засыпной воронки выгружается на диск и здесь приобретает большую центробежную силу, разбрасывающую ее в стороны. Над этим же диском D, в цилиндрической части сепаратора, вместе с ди

ском *вращаются лопасти вентилятора F, создающие струю воздуха, направление которой показано стрелками. Эта воздушная струя отклоняет движение частиц руды в зависимости от их величины, перенося более мелкие в наружный конус В; более крупные остаются во внутреннем А. Каждый конус снабжен своим выгрузочным отверстием. Сепаратор имеет от 1 до 2 ж в диам. и может обработать от 1 до 4 m руды в час. Для В. о. служат аппараты, конструкцией своей напоминающие отсадочные машины, и столы. Воздушная отсадочная машина Гупера (Hooper) состоит из двух частей (смотрите фигура 2): нагнетательной камеры А—а и наклонного отсадочного решета С. В нагнетательной камере помещается упругая

диафрагма, получающая колебательные движения от горизонтального вала с двумя эксцентриками В. Воздух из нагнетательной камеры поступает под решето через клапан G, препятствующий обратному движению воздуха из-под решета,—т. о. осуществляется лишь нагнетание. Над решетом из деревянных планок трапецоидального сечения натянута воздухопроницаемая материя. Под действием струи воздуха происходит расслоение обогащаемой руды так, что вниз переходят более тяжелые частицы, а вверху собираются более легкие. Для удаления разделившихся слоев концентрата и пустой породы служат два ряда, нижний и верхний, направляющих пластинок,которые образуют между собой некоторый угол и поставлены в диагональном направлении к раме отсадочного решета; поэтому материал, который скапливается в нижнем слое, идет в одну сторону, находящийся в верхнем слое—в другую и затем выгружается по жолобу F, разделенному на две части. Регулировка действия отсадочной машины Гупера достигается как изменением силы струи воздуха, так и угла наклона решета. Обогащаемая руда не должен быть крупнее 2мм и требует предварительной детальной классификации по крупности. Для обработки более крупного материала число колебаний диафрагмы берут 350 в минуту, более мелкого— 450. Производительность этой отсадочной машины составляет 9 —16 m в 24 ч., требуемая мощность двигателя I¹/, — 2 1Р.

Стол Sutton (фигура 3 и 4) находитприменение гл. обр. для обогащения угля. Принцип действия его основан на расслоении материала в струе воздуха, поступающего снизу через воздухопроницаемую материю, образующую деку стола, и на использовании различия в трении минеральных частиц о поверхность стола для направления расслоившегося материала в разные

стороны. Стол имеет форму Y и снабжен образующими борозды нарифлениями, глубиной 5—2 миллиметров; нарифления установлены на расстоянии 25—150 миллиметров друг от друга. Поверхность стола покрывается двумя сетками: нижняя с отверстиями от 3 до 0,8 миллиметров и верхняя—25 миллиметров. Стол получает от приводного механизма D качания в продольном направлении, которые способствуют передвижению частиц более тяжелого минерала, обладающих большим трением, в том же направлении. Более легкие частицы, занимающие верхнее положение, вследствие наклона стола в поперечном направлении,

выгружаются сбоку. Обрабатываемый уголь предварительно детально классифицируют по крупности на грохотах и из него извлекают всю пыль. Уголь загружается через воронку, находящуюся в части стола А, и обогащенным выгружается по бортам В; полупродукт и пустая порода получаются через разветвления стола в частях С. Производительность этих столов превосходит производительность гидравлических и составляет для угля крупностью от 5 до 2,5 сантиметров около 60—70 тонн в час, а для угля крупностью меньше 1,5 миллиметров—от 20 до 25 тонн в час.

Лит.: К о р з у х и н И., Механическая обработка (обогащение) полезных ископаемых, Петербург, 1908; Чечотт Г. О., Обогащение полезных ископаемых, вып. 1, 2 и 3, Ленинград, 1924—25; Richards R., Ore Dressing, v. 2, N. Y., 1908;

Richards R. H., Locke С. Е. and Dray J. L., A Text-hook of Ore Dressing, New York, 1925; Schennen H. und J ungst F., Lehrbuch der Erz- und Steinkohlenaufbereitung, Leipzig, 1913; «Colliery Guardian», London, 1927, July; Taggart A., Handbook of Ore Dressing, N.Y., 1927. П. Лященко.