8. Обогащение в желобах
Основным видом желобов, применяемых для гравитационного обогащения, являются суживающиеся желоба.
Суживающиеся желоба являются устройствами непрерывного действия, предназначенными для гравитационного обогащения в слое жидкости, текущей по наклонной плоскости.
Желоб (рис. 3) имеет плоское днище и сходящиеся под некоторым углом боковые стенки. Наиболее распространенные размеры желобов следующие: длина б10—1200 мм, ширина у загрузочного конца 230 мм, у разгрузочного - 25 мм, угол наклона 15_200.
Пульпу с содержанием твердого 50—60 % по массе (25—30% по объему) загружают на верхний широкий конец желоба, и она течет к узкому разгрузочному концу. Благодаря сужению желоба высота потока увеличивается от 1,5—2 мм у загрузочного конца до 7—12 мм у разгрузочного.
Средняя скорость движения пульпы по суживающемуся желобу зависит от объемной производительности и находится в пределах 0,3—1 м/с. Характер движения потока изменяется от ламинарного в начале желоба к турбулентному в конце его.
Вследствие высокого содержания твердого в питании основным процессом, определяющим разделение частиц в суживающемся желобе, является сегрегация. Она дополняется процессом взмучивания частиц турбулентными вихрями, поднимающими крупные легкие частицы, расположенные в верхней части придонного слоя, и выносящими из придонного слоя частицы малой гидравлической крупности. В результате взаимодействия указанных процессов у конца желоба в нижних слоях располагаются частицы большей плотности, а в верхних слоях — меньшей. Поэтому средняя скорость движения тяжелых частиц меньше средней скорости движения легких.
Мелкие частицы (меньше 0,05 мм для минералов плотностью 2,6—2,7 г/см3) взмучиваются турбулентными вихрями и распределяются равномерно по высоте потока. Вследствие этого такие частицы плохо обогащаются на суживающихся желобах.
Днище разгрузочного конца желоба на выходе закруглено, поэтому гниение ёлок потока, имеющие небольшую скорость движения, отклоняются вниз. Верхние же слои потока, имеющие большую скорость движения, по инерции устремляются вперед. Поскольку скорость потока недостаточна для его разрыва, он растягивается, сужаясь в плане, что позволяет рассечь его специальными рассекателями на отдельные струи с различным содержанием тяжелых минералов (концентрат, промпродукт, хвосты), В некоторых конструкциях расширение потока осуществляют дополнительно устанавливаемой наклонной плоскостью.
Сужение желоба, а также закругление дна на конце его не являются принципиально необходимыми для процесса разделения частиц на аппарату, они служат лишь средствами увеличения толщины потока с целью более удобного его рассечения. При одинаковой удельной производительности на желобах с параллельными и суживающимися стенками получают практически одинаковые результаты. Однако при постоянной производительности на желобе с параллельными стенками извлечение тяжелых минералов выше, чем на суживающемся, вследствие увеличения турбулентности на последнем.
Суживающиеся желоб? применяют при обогащении песков, главным образом россыпных месторождений, в которых полезные минералы представлены мелкими свободными частицами, существенно отличающимися по плотности от частиц породы. Их применяют также на железорудных обогатительных фабриках и некоторых фабриках, перерабатывающих коренные руды олова и редких металлов. На суживающихся желобах получают, как правило, черновые концентраты.
Преимущество суживающихся желобов перед другими аппаратами для гравитационного обогащения являются высокая удельная производительность, низкие капитальные затраты, отсутствие движущихся частей.
К недостаткам этих устройств относятся малая степень концентрации, возможность работы только на плотной исходной пульпе, резкое ухудшение показателей работы при колебаниях объема и плотности питания. Это вызывает необходимость введения перечисток продуктов, применения оборудования для сгущения пульпы и ее транспортирования и особенно четкой организации технологического процесса. Поэтому целесообразность применения этих устройств необходимо определять в каждом конкретном случае технико-экономическими расчетами.