Разделение минералов с использованием сжатого воздуха

2.8.1 Принцип разделения минералов с использованием сжатого воздуха

Разделение минералов с использованием сжатого воздуха — это гравитационное разделение метод, в котором в качестве рабочей среды используется воздух. В процессе работы сырье подается на неподвижную или подвижную пористую поверхность оборудования для разделения минералов, установленную под углом. Прерывистый или непрерывный поток восходящего воздуха поднимает материал в воздушную суспензию и разрыхляет его, вызывая стратификацию по плотности в зависимости от разницы в скорости осаждения, что позволяет добиться разделения минералов. Поскольку коэффициент осаждения минеральных частиц в воздухе значительно меньше, чем в воде, точность разделения при использовании воздушного метода низкая. Перед подачей сырье необходимо просеять или отсортировать по узким фракциям, как правило, примерно в два раза превышающим размер частиц. Содержание влаги в подаваемом сырье должно составлять менее 4%–5%. В противном случае сырье будет слипаться, что приведет к резкому снижению эффективности сепарации и производительности оборудования.

Метод разделения полезных ископаемых с использованием сжатого воздуха в основном применяется в холодных или засушливых регионах для обогащения золота, редкоземельных металлов и асбеста.

К пневматическому оборудованию для разделения минералов относятся пневматические отборщики, пневматические вибрационные столы и пневматические шлюзы.

2.8.2 Оборудование для переработки полезных ископаемых с пневматическим приводом

2.8.2.1 Пневматический зажимной приспособление

Материал подается на пористую поверхность решета в камере отборочного устройства. Снизу под решетку периодически подается воздух, чтобы разрыхлить материал и расслоить его в зависимости от плотности. Затем материал разделяется по высоте слоя для получения тяжелых, легких и промежуточных фракций. На рисунке 2-45 показана конструкция джига для обогащения угля. Ситовая пластина разделена в продольном направлении на три секции, что позволяет получать четыре вида продукции: мелкоизмельчённый уголь, два вида промежуточного продукта и концентрат. Тяжелые фракции, отделенные в каждой секции, выгружаются через веерообразное разгрузочное устройство, а чистый уголь транспортируется через желоб. Поток воздуха для продувки движется вверх из нижней воздушной камеры через двухслойную ситовую пластину. Двухслойная ситовая пластина может быть расположена в шахматном порядке для регулирования объема воздуха. Над двухслойной решеткой расположены верхняя и нижняя сетчатые решетки. В мелкие ячейки между верхней и нижней сетчатыми решетками помещены керамические шарики, обеспечивающие равномерное распределение воздуха по решетке. Подаваемый материал поступает на верхнюю решетчатую сетку. Для обеспечения равномерного распределения материала по просеивающей пластине над ней установлена возвратно-поступательная просеивающая пластина, ограничивающая поверхность материала. Воздух, подаваемый вентилятором, прерывисто впрыскивается в воздушную камеру через вращающийся клапан прерывистой подачи воздуха, создавая пульсирующий воздушный поток, направленный вверх. Под действием этого пульсирующего воздушного потока и возвратно-поступательных колебаний ситовой пластины, ограничивающей поверхность материала, образуется рыхлый и текучий слой. Поскольку материал предварительно прошел узкодиапазонную классификацию, между лёгкими и тяжёлыми минералами существует разница в скорости. Более тяжёлые минералы оседают в нижний слой, где плотность частиц выше. Затем разность гравитационного давления выталкивает часть лёгких минералов в верхний слой, что, по сути, обеспечивает стратификацию по плотности. Тяжёлые минералы, отделенные в каждом нижнем слое, поступают в разгрузочный бункер в конце установки, в то время как лёгкие фракции продвигаются вперёд для дальнейшего отбора. Конечные легкие фракции продолжают движение вперед и выгружаются через крайний разгрузочный желоб. Данный метод применяется для сепарации угля с размером частиц 13–0,5 мм, а также может использоваться для сепарации мелких металлических руд.

Рисунок 2-45 Пневматический зажим типа Baum-1 (ⅡOM-1)

1 — Воздуховод; 2 — Наклонная рама; 3 — Устройство для выгрузки тяжелых изделий; 4 — Клапан прерывистой подачи воздуха;

5 — Верхняя решетка; 6 — Нижняя решетка; 7 — Двухслойная регулирующая решетка воздухозаборника; 8 — Веерообразный питатель;

9 — Ситовая пластина, ограничивающая верхнюю поверхность материала; 10 — Кривошипный механизм; 11 — Лоток для подачи легкого продукта;

12 — желоб для выгрузки сыпучих материалов; 13 — воздушная камера; 14 — вытяжной канал

Конструкция вибрационного стола с ветровым приводом, представленная на рисунке 2-46, в основном состоит из передаточного механизма, рабочей поверхности и рамы.

Рисунок 2-46. Вибрационный стол Бартли

1 — Загрузочная воронка; 2 — Регулятор продольного наклона; 3 — Регулятор поперечного наклона; 4 — Рабочая поверхность;

5 — Система нагнетания; 6 — Система эксцентрикового привода; 7, 8, 9 — Напорные резервуары (районы)

В процессе работы материал подается на поверхность пористого слоя через загрузочную воронку. Продольный и поперечный уклоны, ход и частота хода поверхности слоя регулируются. Воздух подается снизу под поверхность слоя, образуя прерывистый или непрерывный пульсирующий воздушный поток, который поднимает слой твердого материала в воздушную суспензию и вызывает стратификацию предварительно классифицированного материала по плотности. Минералы с меньшей плотностью находятся в верхнем слое и под действием силы тяжести перемещаются в поперечном направлении, проходя над решетками слоя и концентрируясь для выгрузки в секции 9. Частицы минералов с большей плотностью перемещаются в продольном направлении вдоль поверхности слоя и затем выгружаются в секции 8. Промежуточные продукты выгружаются в секции 7.

Ветроприводной вибрационный стол позволяет обогащать золотосодержащие руды или другие металлические руды с размером частиц 1–5 мм, а верхний предел размера частиц при обогащении угля может достигать 7 мм. Он отличается высокой адаптивностью к различным рудам и предлагает широкий выбор вариантов оборудования. Он имеет определенную практическую ценность в засушливых, испытывающих дефицит воды и холодных регионах.

Пневматический шлюз

Его конструкция показана на рисунке 2-47. Сухой сходящийся шлюз представляет собой самый простой тип пневматического шлюза.

Его конструкция аналогична конструкции мокрого сужающегося желоба. Он имеет форму сужающегося желоба, а дно изготовлено из пористого материала. Под дном расположена воздушная камера; воздух низкого давления подается с одного конца желоба и проходит вверх через пористое дно. Материал подаётся сверху в желоб и под действием воздушного потока образует псевдоожиженный слой, стратифицируясь по плотности при перемещении вдоль поверхности желоба. Более лёгкие и более тяжёлые продукты разделяются сепаратором, расположенным на конце.

Рисунок 2-47. Схематическое изображение сухого сходящегося желоба

1 — Поверхность желоба с микропорами; 2 — Воздушная камера; 3 — Жёлоб; 4 — Разделительная пластина

Пневматические шлюзы используются для отделения руд, таких как вольфрам, олово и золото, с размером частиц от 3 до 0,074 мм, а также более крупных частиц угля.

Пневматические шлюзы отличаются простой конструкцией, низкой стоимостью изготовления и высокой эффективностью сепарации. Для экономии площади они могут иметь форму перевернутого конуса.