Розділення матеріалу на шлюзі

Шлюзи застосовуються для збагачення корисних копалин зі значною контрастністю густини складових компонентів (напр., золото- і олововмісні розсипи). Умовою ефективного збагачення на шлюзах є значна різниця між густиною корисних і породних мінералів:

, (8.9)

де - відповідно густина важкого і легкого мінералів, т/м³.

На шлюзах, як правило, здійснюють первинну обробку бідних за вмістом корисного компонента матеріалів крупністю до 300 мм.

У найбільш простому виконанні шлюз являє собою нерухомий жолоб прямокутного перетину, установлений з нахилом 5 – 8^о (рис. 8.2). На його дно укладаються трафарети, виготовлені з матеріалів, уступчаста або шорсткувата поверхня яких сприяє утриманню осілих частинок важких мінералів.

Вихідний продукт і вода у вигляді пульпи з розрідженістю не менше 5 – 6 м³/т подаються в завантажувальний кінець шлюзу. При переміщенні мінеральних частинок у потоці відбувається їхнє розшаровування за густиною і крупністю внаслідок утворення придонних вихрових зон і наявності комплексу сил, що діють на частинку (рис. 8.1).

Вихідна пульпа подається на шлюз безупинно доти, доки чарунки трафаретів не заповняться зернами важких мінералів, після чого завантаження припиняється і виконується споліскування, що полягає у видаленні зі шлюзу важкого продукту (концентрату).

Конструкції шлюзів

Відповідно від умов роботи шлюзи підрозділяють на такі групи:

– шлюзи глибокого наповнення – працюють на рядових не підготовлених до збагачення матеріалах, в них одночасно виконується дві операції – дезинтеграцї і концентрації;

– шлюзи неглибокого (дрібного) наповнення – працюють на попередньо дезинтегрованому і класифікованому за крупністю матеріалі;

– ворсисті шлюзи – працюють на тонкозернистому матеріалі крупністю до 1 мм, вони армуються лише м'яким уловлюючим покриттям і не мають трафарету;

– рухомі шлюзи і шлюзи з рухомим уловлюючимпокриттям – за характером процесу концентрації належать до шлюзів другої і третьої груп, але за конструктивними особливостями виділені в самостійну групу.

Стаціонарні шлюзи

Нерухомі гідравлічні шлюзи (шлюзи глибокого наповнення) призначені для переробки великих обсягів розсипів без попередньої дезінтеграції матеріалу. Вони мають довжину до 50 м і великий поперечний перетин (від 500х500 до 1500х1270 мм), який розрахований на транспортування великого об’єму розрідженої пульпи (розрідженість від 25 до 60 м³/т) з дуже крупними (іноді до 300 – 500 мм) валунами. Для додаткового уловлювання дрібних важких частинок цінного компоненту за шлюзом глибокого наповнення установлюють підшлюзки (шлюзи дрібного наповнення).

Дражні стаціонарні шлюзи являють собою шлюзи дрібного наповнення, на які матеріал подається після класифікації за крупністю.

Серед спеціальних шлюзів для збагачення дрібних матеріалів найчастіше застосовуються ворсисті шлюзи, що являють собою короткі (2 – 3 м) широкі (0,8 – 1,2 м) жолоби з дном покритим сукном або іншим ворсистим матеріалом, іноді гумовими килимками. Пульпа на ворсисті шлюзи подається шаром 3 – 5 мм. Коли тканина заповниться концентратом, її знімають зі шлюзу і старанно промивають.

Рухомі шлюзи

Застосування шлюзів з рухомим уловлюючим покриттям дозволяє підвищити продуктивність збагачувальної установки в 3 рази за рахунок скорочення часу технологічного циклу – споліскування здійснюється безупинно без демонтажу трафаретів і уловлюючих покрить.

Шлюзи з рухомою робочою поверхнею ділять на три види: шлюзи, що періодично обертаються (металевий секційний і перекидний); шлюзи з рухомим гумовим покриттям; вібраційні шлюзи.

Перші два види шлюзів застосовуються на драгах.

Шлюз металічний секційний ШМС (рис. 8.3) складається з декількох стаціонарних жолобів з нерухомою поверхнею. Число жолобів залежить від необхідної потужності драги, на якій встановлюють шлюз.

Недоліками металевих рухомих шлюзів є велика металоємність і неможливість розміщення жолобів в два яруси.

Перекидний шлюз ШОМ(рис. 8.4) складається з двох жолобів, що розташовані симетрично відносно горизонтальної площини і періодично обертаються навколо осі. Верхній шлюз – робочий, в той час як з нижнього здійснюється змив концентрату. Перекидні шлюзи застосовуються на драгах як доводочні.

Шлюз з рухомим уловлюючим покриттям ШПРП (рис. 8.5) являє собою нескінченну гумову стрічку коробчатого перетину з покриттям у вигляді нарифлень. Конструкцією передбачена можливість регулювання кута нахилу робочої поверхні.

Недоліками шлюзів з рухомим покриттям є висока вартість виготовлення, складність заміни гумової стрічки, неповний змив важких зерен при споліскуванні, але вони мають високу продуктивність, великий ступінь концентрації і найбільш економічні при збагаченні розсипів.

Вібраційні багатодечні шлюзи з орбітальним рухом дек КШМ-72 і «Бартлез-Мозлі» (рис. 8.6) застосовуються для вилучення важких мінералів із тонкоподрібнених продуктів (– 0,071 мм).

Шлюз складається з двох пакетів (по 20 шт.) паралельних гладких дек, яким надають орбітальних коливань під дією дебалансного вібратора. Кругові коливання дек з похилим потоком сприяють кращому і більш селективному просуванню зерен в потоці

Для надійної експлуатації орбітальних шлюзів необхідна досить ретельна підготовка збагачуваного матеріалу.

Переваги орбітальних шлюзів полягають у простоті конструкції, малій металоємності, повній автоматизації процесу і високій (з урахуванням крупності збагачуваного матеріалу) продуктивності, що складає 2,2 – 2,5 т/год. Ступінь концентрації на шлюзі складає 2,5 – 4,0.