Обогащение в потоках текущих по наклонным поверхностям. Обогащение на концентрационных столах

Предложены два основных типа формул, определяющих распределение скоростей при турбулентном движении, - степенной и логарифмический законы.

Степенной закон:

v = , где р – показатель степени, зависящий от числа Рейнольдса и шероховатости поверхности. Величина р определяется по различным эмпирическим зависимостям.

Логарифмический закон:

- для гладких поверхностей

v/v_*= A + B·lg(v_* /ν), где v_*=- так называемая динамическая скорость; ν – кинематический коэффициент вязкости; А, В постоянные.

для шероховатых поверхностей:

v/v_*= ·lg(z/h^′), где h^′ – абсолютная высота выступов шероховатости; A₁, B₁ – постоянные.

Для турбулентного режима средняя скорость потока  подчиняется формуле Шези:

где, R – гидравлический радиус; i – синус угла наклона; С – коэффициент, зависящий от шероховатости покрытия дна определяется по формуле Маннинга

С = , где 1/n коэффициент, зависящий от шероховатости поверхности.

6.2 Обогащение на концентрационных столах.

Концентрация (обогащение) на столах - это процесс разделения по плотности в тонком слое воды, текущей по слабонаклонной плоскости (деке), совершающей асимметричные возвратно-поступательные движения в горизонтальной плоскости перпендикулярно к направлению движения воды.

Концентрация на столе применяется при обогащении мелких классов –3 +0,01 мм для руд и –6(12)+0,5 мм для углей.

Данный процесс используется при обогащении руд олова, вольфрама, редких, благородных и черных металлов и др.; для обогащения мелких классов углей в основном для их обессеривания.

Концентрационные столы используются также для флотогравитации.

4        5 1 6                                                                               3 2 7 Рис. 59. Концентрационный стол. 1 – дека, 2 – нарифления, 3 – привод, 4 – исходное питание, 5 – смывная вода, 6 сборник тяжелой фракции, 7 сборник легкой фракции

Концентрационный стол (рис. 59 60) состоит из деки (плоскости) с узкими рейками (рифлями); опорного устройства; приводного механизма.

Дека имеет трапециевидную или ромбическую форму и изготавливается из дерева или алюминиевого сплава. Сверху дека покрывается линолеумом или резиной. Также изготавливают деки из стеклопласта и иных полимерных веществ. Угол наклона деки Ða=4-10°.

Процесс концентрации происходит следующим образом: зерна обогащаемого материала под воздействием потока воды перемещаются по наклонной деке в поперечном направлении, в то же время зерна имеют продольное перемещение (вдоль деки), обусловленное возвратно-поступетельными движениями деки

Разрыхление слоя частиц создается в основном колебаниями деки. Основой процесса разделения на столах является сегрегация в межрифлевом пространстве.

Асимметричность возвратно-поступательных движений деки (более быстрый ход деки назад, на рис. 59 - 60 – вправо) приводит к появлению значительных инерционных сил, превышающих силы трения зерен о поверхность деки, и к движению их вдоль деки. Вообще на частицу, находящуюся на поверхности концентрационного стола действует сила тяжести; сила гидродинамического давления воды; сила трения; сила инерции; подъемная турбулентная сила.

Движение зерен, различающихся плотностью и размерами, оказывается неодинаковым, т.к. «расклад» сил, действующих на них различный. Для тяжелых частиц преобладающими являются силы тяжести и инерционная сила поэтому они движутся в межрифлевом пространстве до конца рифлей и разгружаются в соответствующий сборник. Для легких частиц преобладающими являются гидродинамическая сила и подъемная турбулентная сила, поэтому легкие частицы смывает в перпендикулярном к деке направлении. Частицы промежуточной плотности попадают между тяжелыми и легкими частицами. Т.к. на результаты разделения влияет, и крупность частиц то в действительности имеет место так называемый веер частиц на столе. На рис. 60 в зону 1 попадают мелкие частицы большой плотности; в зону 2 – крупные частицы большой плотности; в зону 3 – мелкие частицы малой плотности; в зону 4 – крупные частицы малой плотности; в зону 5 смываются шламы.

Конструкции концентрационных столов. Столы могут быть песковые (для материала –3+0,2 мм) и шламовые (для материала (-0,2(0,3)+0,01 мм).

Столы могут быть одно-, двух-, трех- или многодечные. Деки таких столов работают параллельно. Т.е., это по существу много столов, поставленных друг на друга и работающих