Минералды шикізаттарды гравитациялық байыту
Мазмұны:
1 Гравитациялық байыту әдістерінің жалпы сипаттамасы және жіктелуі. Фракциялық талдау.
2 Минералдардың ауыр сұйықтықтар мен суспензиялардан бөлінуі.
3 Шөгіндіру. Шөгіндіру жүйесі.
4 Концентрациялық үстелдерде, бұрандалы бөлгіштерде, желобтарда, шлюздерде байыту.
5 Пневматикалық байыту.
1.Негізгі түсініктер мен анықтамалар
Гравитациялық процестер тығыздықтардың айырмашылығына, бөлшектердің өлшеміне және формасына негізделген(сурет-1).
Гравитациялық байыту әдістерінің жіктелуі
Бөлу ( жұмыс) түріне байланысты қоршаған ортадағы процестер құрғақ және ылғалды болып табылады.
Құрғақ процестерге ауа ағынымен жүзеге асырылатын немесе ауа-минералдық өлшемдерде жүретін процестер жаады. Ылғалды процестерге әр түрлі сұйық ортада жүретін процестер жатады(суда,сулы-минералды суспензияларда, ауыр сұйықтықтарда).
Гравитациялық процестерге мөлшері кең диапазонды бөлшектер ұшырайды: оннан жүздеген бөлшекті миллиметрға дейін. Әрбір гравитациялық әдісте бөлшектердің өз оптимальды мөлшері болады.
Гравитациялық процестер ерікті (свободного) және ерікті емес (стесненного) бірлікті түйіршіктердің түсуімен жүзеге асады.
Ерікті түсу – түйіршік бірліктерінің бейорганикалық көлемде қозғалыссыз ортады жылжуы. Белгіленген режимде оған тек ауырлық күш пен қарсылық күш әсер етеді. Бөлінетін түйіршіктер бір біріне ешқандай әсер етпейді.
Ерікті емес түсу – түйіршіктердің біріккен масса түрінде жылжуы. Мұнда ауырлық күш пен қарсылық күш ортасымен, түйіршіктердің бір бірімен қақтығысқан кездегі күштер әсер етеді. Ерікті емес түсу кезіндегі жылдамдық ерікті түсу кезіндегі жылдамдықтан төмен.
Кейбір гравитациялық аппараттарда түйіршіктердің жылжуы ортаның енгізілуімен жүзеге асырылады. Түйіршіктердің қозғалуын ламинарлы және турбулентті ағын ортасымен ажыратылады.
Ламинарлы ағын – сұйық немесе газ ағындарының реттелген түрі. Онда сұйық (газ) ағынға қарсы параллель қабатпен өтеді.
Турбулентті ағын (вихревой) – қүйдегі траектория бойынша сұйықтықтар мен газдардың тұрақсыз қозғалуы. Турбулентті ағын жоғары жылдамдықпен сипатталады және құбырларда, каналдарда, минералды бөлшектердің сұйықтық немесе газдардық шекаралық қозғалмалы қабатында және т.б. бөлшектерде пайда болады.
Сфералық формасы 0,012-0,12 мм болатын бөлшектердің ерікті түсуі (падение) қозғалызсыз немесе ламинарлы ағын ортасында Стокс заңына, ал 0,1-1,5 мм мөлшердегі бөлшектер Аллен заңына бағынады:
Стокс заңы: Vсв= 0,545d2 
, м/с.
Аллен заңы: Vсв= 0,545d 
, м/с
Мұндағы: : Vсв – түйіршіктердің түсу жылдамдығы, м/с
d – бөлшектердің диаметрі, м
Δ – орта тығыздығы, кг/м3
Δ – түйіршіктердің тығыздығы, кг/м3
µ - орта тұтқырлығы, н 
2
Турбулентті режим үшін сфералық формадағы ірілігі 0,8 мм-ден жоғары бөлшектердің ерікті түсуі Риттингер заңына бағынады:
Vсв= 4,43 
, м/с
Бөлшектердің турбулентті қозғалысы ірілігі 0,8 мм-ден кіші бөлшектерге қолданылмайды.
Нақты жағдайда минералды бөлшектердің сфералық формасынан ерекшелінетін тағы басқа формасы бар. Бөлшектердің формасы қарсылық күшпен, бөлшектердің түсу жылдамдығына әсер еседі. Түйіршіктердің дұрыс емес формасын есептеу үшін f коэффициенті пайданылады, ол нақты бөлшектердің F және шар көлемінің эквиваленттіне Fш қатынасы.
Табақшалы бөлшектер f>1.5, сопақша үшін f=1.5, бұрыштыұ үшін f=1.2-1.5, дөңгелекті үшін f=1-1.2-ге тең.
2.Гидравликалық жіктелуі – минералды қоспаларды ауа немесе сулы ортада ірілік кластарына әр түрлі мөлшердегі бөлшектердің түсу жылдамдығына байланысты бөлу әдісі.
Құрғақ (ауа) және ылғалды ( суда) классификацияны ажыратады. Классификация нәтижесінде екі өнім алынады: ірі (плюсовой, или пески) және ұсақ (минусовой, или слив).
Классификацияға ірілігі 3-4 мм-ден кіші материалдар ұшырайды. Бұдан ірі бөлшектерді бөлу үшін грохоттау қолданылады.
Классификация тәуелді, қосалқы және дайындық процесі ретінде қолданылуы мүмкін.
Классификацияда аппараттардың жұмысістеу принципі түйіршіктердің ерікті және еріксіз түсу заңдарына негізделген. Классификациялық процесс көлденең немесе жоғары ағынды орталарда жүзеге асырылуы мүмкін.
Практика жүзінде кенді байытуда кеңінен гидравликалық, спиральды классификаторлар және гидроциклонды байытулар кеңінен қолданылады.
Гидравликалық классификатор – бір корпуска орнатылған, бір неше ірі фракцияларды өндіретін төрт камерадан тұратын аппарат. Корпусының жоғары бөлігі трапеция сияқты.
пульпа
слив
Спиральды классификатор – руданың қосалқы гидравликалық классификациясы үшін арналған, көкжиек бұрышына карай орналасқан ұсақтау корпусынан 1 және жартылай немесе толық пульпаға енетін спиральдан 2 тұратын аппарат.
Гидроциклон – гидравликалық классификациялы жұқа дисперсті өнімдер үшін қолданылатын аппарат.
құйынды
түзілген
пульпа
Пески
Шөгіндіру /тұндыру/ – судың немесе ауаның жоғары-төмен импульсті ағындарындағы минералдарды тығыздығы бойынша бөлу процесі. Бөлу ортасының қоспалар сипаты бойынша шөгіндіру гидравликалық және пневматикалық деп бөлінеді. Процесс отсадочных машинларда жүзеге асырылады. Пневматикалық отсадочных машиналардағы судың жоғары-төмен ағын поршенның, диафрагманың немесе қысылған ауаның қозғалуынан пайда болады.
Пневматикалық отсадочных машиналарда арнайы пульсатор арқылы импульчтік ауа ағыны пайда болады.
Отсадкалы машиналардың жұмыс істеу приципі келесідей. Ұсақталған руда сумен бірге елекке түседі. Елек тесігіндегі дискіден жоғары жылдамдықпен жорыдан-төмен қарай су ағының бағыты оөгереді.
Отсадкалы машинада негізгі реттелетін параметрлер болып:
- Үгітінді астында суды шығымы
- Електегі руда қабатының биіктігі
Отсадка құрамын алтын, қалайы, титанды-цирконды, алмас,платинды, марганец және т.б. рудаларды бауытуда қолданылады.
3. Көлбеу жазықтық арқылы ағатын суда байыту
Көлбеу жазықтық арқылы ағатын суда байыту тәсілі – су ағынының динамикалық әсер етуі арқылы, ауыр және жеңіл бөлшектердің әр түрлі траекториясы арқылы қозғалуына негізделген.
Практика жүзінде байытудың бұл түріне концентрациялық үстелдерде, шлюздерде, винттік сепараторларда, ағын желобтарда, конустық сепараторларда және т.б. аппараттарда жүзеге асырылады.
4.Ауыр ортадағы байыту
Ауыр ортадағы байыту процесі – тығыздығы бөлінетін минералдардың аралығында болатын ортада минералдарды гравитациялық немесе ортадан тепкіш күш әсері арқылы тығыздықтарға бөлу.
Жуу (промывка)
Жуу – балшықты материалдардан тазалау процесі.
Жуу процессі келесі аппараттарда жүзеге асырылады:
1) желобтарда
2) бутарларда(барабанды жуу грохоты)
3) скубберлерде
4) мойкаларда
5) жуғыш башняларда