ВЛАСТИВОСТІ СУСПЕНЗІЙ

Суспензії, що використовуються при збагаченні корисних копалин розділяються на ньютонівські рідини і в’язкопластичні системи (рис. 6.1).

Звичайні ньютонівські рідини (рис. 6.1, залежність 1) описуються законом Ньютона, у відповідності до якого напруження зсуву пропорційне градієнту швидкості:

, Па, (6.1)

де τ– напруження зсуву, Па; μ – динамічний коефіцієнт в’язкості, що залежить від температури і тиску, Па∙с; dV/dn – градієнт швидкості, с^-1.

У цьому випадку кожне мале напруження зсуву створює градієнт швидкості, тобто приводить рідину у рух.

В’язкопластичні системи(рис. 6.1, залежність 2) володіють деяким статичним напруженням зсуву τ_ст, після подолання якого рідина починає текти. Для таких середовищ залежність між напруженням зсуву і градієнтом швидкості при достатньо великих швидкостях має лінійний характер і підкорюється законуШведова–Бінгама:

, Па, (6.2)

де ї_д – динамічне напруження зсуву, Па; μ* – коефіцієнт структурної або пластичної в’язкості, Па∙с.

У в’язкопластичних (структурних) системах взаємодія частинок приводить до їх мимовільного зчеплення і створення безперервної структури. Динамічне напруження зсуву необхідне для руйнування структури в рухомому середовищі.

Важкі суспензії, що застосовуються в практиці збагачення корисних копалин, своїми властивостями наближаються або до ньютонівських рідин (безструктурні суспензії), або до в’язкопластичних середовищ (структурні суспензії). З технологічної точки зору структурні суспензії, що використовуються в практиці збагачення розділяють на три типи: слабкоструктурні (τ_д ≤ 3 Па), структурні (3 < τ_д ≤ 8 Па) і сильноструктурні (τ_д> 8 Па).

Густина суспензії розраховується за формулою (1.6), вона повинна бути вище густини легкої фракції і нижче густини важкої фракції. Звичайно об’ємний вміст обважнювача в робочих суспензіях не перевищує 40 % .

В’язкість суспензії збільшується зі зростанням об’ємної концентрації обважнювача і його дисперсності і не залежить від природи обважнювача і його густини. Нормальні умови розділення забезпечуються при динамічній в’язкості середовища, яке не перевищує 0,007 Па∙с. Для розрахунку в’язкості суспензій із вмістом твердої фази до 40 % найчастіше застосовують формулу Ванда (1.8).

Ступінь стійкості суспензії багато в чому визначає конструкцію збагачувального обладнання, режим і умови його роботи, точність розділення корисної копалини. Безструктурні суспензії, застосовувані найчастіше в практиці гравітаційного збагачення, є вкрай нестабільними системами.