Процес концентрації на столах

Концентрація на столах – процес розділення рудних частинок за густиною в тонкому шарі води, що тече по слабко нахиленій деці, яка виконує зворотно-поступальні рухи в горизонтальній площині перпендикулярно до напряму руху води.

Концентрація на столах використовується для розділення руд олова, вольфраму, рідкісних, благородних і чорних металів та інших корисних копалин при крупності матеріалу 0,01 – 3 мм. Концентраційні столи можуть бути використані для збагачення і знесірчування вугілля крупністю до 13 мм, а також для процесу флотогравітації.

Схема найпростішого за конструкцією однодечного концентраційного стола показана на рис. 8.13.

Концентраційний стіл складається з приводного механізму 1, деки 2 і допоміжних пристроїв (опор 3, жолоба змивної води 4, приймального лотка 5).

Робочою поверхнею концентраційного стола служить дека виготовлена з дерева або з алюмінієвого сплаву і покрита лінолеумом, гумою чи склопластиком. Вздовж деки закріплені рифлі – рейки прямокутної форми, висота яких зменшується в напрямку до торцевої концентратної частини столу.

За час перебування матеріалу на деці концентраційного столу відбувається розпушення шару, розшарування і транспортування частинок в подовжньому (вздовж рифлів) і поперечному (потоком води) напрямках відповідно з їх густиною і крупністю.

Процес розділення матеріалу на концентраційному столі відбувається під дією сил: гравітаційної (8.1), динамічного тиску (8.2), динамічного впливу вертикальної складової швидкості вихрових водних потоків (8.3), тертя (8.4), а також інерційної сили:

, Н, (8.29)

де – маса частинки, кг; – прискорення руху частинки, м/с².

Розпушення шару частинок створюється коливаннями деки і турбулентними вертикальними пульсаціями, що відбуваються в потоці води. Діаграма руху деки стола показана на рис. 8.14.

Рівняння руху деки мають такий вигляд:

; (8.30)

; (8.31)

; (8.32)

, (8.33)

де – швидкість, прискорення і переміщення деки, відповідно; – розмах і частота коливань, відповідно; – час від початку руху деки (з крайнього положення); – відношення амплітуди другої гармоніки до амплітуди першої гармоніки (звичайно ). Розпушення шару частинок є обов'язковою умовою ефективного розшарування на деці стола.

Розшаруванняна концентраційному столі має значною мірою характер сегрегації. Швидкість розшарування збільшується зі збільшенням густини і зменшенням крупності осідаючих частинок. Швидкість розшарування складає частки міліметра за секунду.

Транспортуваннячастинок в подовжньому напрямку здійснюється в результаті зворотно-поступального руху деки, в поперечному – потоком води.

Швидкість подовжнього переміщення частинок залежить від закону руху деки. Подовжнє переміщення частинки починається в той момент, коли сила інерції (7.29) частинки перевищить силу тертя (7.3), яка утримує її у спокої:

. (8.34)

З цієї нерівності при малих кутах нахилу дек концентраційних столів ( ) критичне прискорення, що виведе частинку з стану спокою визначається як:

, м/с. (8.35)

В середньому швидкість подовжнього переміщення частинок знаходиться в межах 1,5 – 3 см/с.

Середня швидкість руху частинок в поперечному напрямку на порядок менша швидкості їх транспортування потоком води, вона складає 0,7 – 1,2 см/с.

Кінцева швидкість переміщення частинки по деці стола залежить від двох складових: інерційної і гідродинамічної (рис. 8.15).

В результаті неоднакового впливу інерційних і гідродинамічних сил на мінеральні частинки різної густини вони розділяються за густиною і крупністю і на деці стола утвориться своєрідне віяло продуктів розділення (рис. 8.16).