СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ НА КОНЦЕНТРАЦИОННОМ СТОЛЕ Советский патент 1938 года по МПК B03B5/04 

Концентрационные столы, применяемые для обогащения полезных ископаемых, как известно, представляют собою машины, состоящие в основном из плоскостей - дек, качающихся обычно в направлении длинной оси и омываемых тонким слоем воды, стекающей по уклону обычно в поперечном направлении.

Принцип работы существующих концентрационных столов основан на соотношении сил, действующих на зерна обрабатываемого материала, а именно: 1) силы трения или сцепления зерен с декой стола и 2) силы давления на них движущейся воды.

Концентрационные столы современной конструкции работают при сравнительно небольшой частоте качаний, порядка 250 в минуту, и значительной амплитуде, порядка 20 мм, воспроизводимых посредством приводов с механической передачей, причем различаются два способа подачи деки: один с горизонтальным ходом, а другой - с наклонным ходом.

В случае горизонтального хода мы имеем движение вперед, равномерно ускоренное, так что зерна обрабатываемого материала удерживаются на деке силой трения или сцепления и двигаются вместе с декой вперед, и движение назад, равномерно замедленное, так что в начале заднего хода получается резкое изменение ускорения, вследствие чего зерна обрабатываемого материала теряют связь с декой и по инерции продолжают двигаться вперед при движении деки назад, пока снова не восстановится равновесие и связь с декой.

В случае наклонного хода деки мы имеем движение вперед и вверх, так что зерна обрабатываемого материала удерживаются на деке силой трения или сцепления и двигаются вместе с декой вперед; в начале заднего хода получается резкое изменение силы трения или сцепления, вследствие чего зерна обрабатываемого материала теряют связь с декой и продолжают двигаться вперед по инерции при движении деки назад, пока снова не восстановится равновесие и связь с декой.

Как в том, так и в другом случае наибольшее возможное ускорение во время движения деки вперед определяется из условия равенства между силами инерции и силами трения или сцепления для данного обрабатываемого материала.

При этом, во время движения деки назад будет происходить торможение в движении обрабатываемого материала вперед, по крайней мере до конца заднего хода деки, или же даже некоторое движение назад вместе с декой.

Кроме того, зерна обрабатываемого материала при движении вперед, например, в направлении длинной оси имеют неодинаковые скорости: тяжелые и крупные движутся быстрее, нежели легкие и мелкие, тогда как при движении в поперечном направлении, в виду неодинаковых скоростей стекания воды, тяжелые и мелкие движутся медленнее, нежели легкие и крупные, что не способствует получению широкого веера и четкому разделению обрабатываемого материала по удельным весам и крупности.

Настоящее предложение имеет целью повышение производительности работы концентрационных столов и достижение высококачественности обработки путем значительного увеличения скорости транспортировки и интенсивности встряхивания обрабатываемого материала на деке стола, что достигается сообщением концентрационному столу с наклонным ходом ударов при частоте качаний порядка 3000 в минуту и амплитуде порядка 2-3 мм, воспроизводимых посредством электровибрационного привода с непосредственным действием.

На чертеже фиг. 1 изображает схему движения зерен на деке стола и фиг. 2 - окончательное расположение зерен на деке.

В виду наклонного хода деки зерна обрабатываемого материала получают удары под углом к горизонту и подбрасываются вверх вперед, но вследствие силы тяжести падают снова вниз на деку стола и снова подбрасываются вверх и вперед.

При этом движения зерен вверх и вниз взаимно нейтрализуются, а движения вперед суммируются.

Таким образом, в виду большой частоты и малой амплитуды вибраций, обрабатываемый материал быстро передвигается в одну сторону, например, по направлению длинной оси, не отдаляясь от плоскости деки, и может омываться тонким слоем воды, стекающей по уклону, например, в поперечном направлении.

Кроме того, дека стола имеет установку под некоторым углом вверх, что, не оказывая заметного влияния на движение обрабатываемого материала вперед, исключает возможность движения воды вперед вместе с материалом, так что обрабатываемый материал, двигаясь по деке вперед в направлении длинной оси, преодолевает не одинаковые сопротивления воды в разных слоях: в нижнем слое сопротивление воды меньше, так как происходит некоторое увлечение воды вперед у поверхности деки; в верхнем слое сопротивление воды больше, так как происходит некоторое стекание воды назад.

Скорости стекания воды по уклону в поперечном направлении также различны. В нижнем слое скорость течения меньше, так как происходит некоторое торможение движения в виду трения о деку стола, а в верхнем скорость течения больше в виду отсутствия трения.

Вместе с тем, в виду большой частоты вибраций, происходят интенсивное встряхивание обрабатываемого материала, а также колебательные и вихревые движения воды, что вызывает интенсивное расслоение обрабатываемого материала, так что зерна одинаковой величины, но различного удельного веса разделяются: тяжелые - вниз, легкие - вверх, тогда как зерна одинакового удельного веса, но различной величины разделяются: мелкие - вниз, крупные - вверх.

Таким образом, при движении вперед по направлению длинной оси зерна одинаковой величины, но различного удельного веса, ввиду неодинакового влияния сопротивления воды, движутся: тяжелые - с большей скоростью, нежели мелкие, а одинакового удельного веса, но различной величины, в виду неодинаковых направлений течения воды, движутся: мелкие - с большей скоростью, нежели крупные; при движении поперек деки зерна одинаковой величины, но различного удельного веса, в виду неодинакового влияния увлечения водой, движутся: тяжелые - с меньшей скоростью, нежели легкие, а одинакового удельного веса, но различной величины, в виду неодинаковых скоростей стекания воды, движутся: мелкие - с меньшей скоростью, нежели крупные.

Обозначая, при движении вперед по направлению длинной оси, вектор скорости движения тяжелых и мелких зерен через оа (фиг. 1), а вектор скорости движения легких и крупных зерен через ob, будем иметь: оа>ob.

Далее, обозначая, при движении поперек деки, вектор скорости движения тяжелых и мелких зерен через ос, а вектор скорости движения легких и крупных зерен через od, будем иметь ос<od.

При действии этих сил одновременно зерна обрабатываемого материала движутся в направлении их равнодействующих ое и of, так что при обработке материала по данному способу в результате должен получиться четкий и широкий веер (фиг. 2). Таким образом, совокупность указанных обстоятельств создает условия работы концентрационного стола, отличающееся от обычных условий работы концентрационных столов, и позволит достигнуть большей производительности и высококачественности обработки материала.

Способ обогащения полезных ископаемых на концентрационном столе с наклонной декой, отличающийся тем, что, с целью как ускорения транспортировки материала по поверхности деки, так и расслоения его по удельным весам и крупности, столу сообщают удары порядка 3000 в минуту при амплитуде 2-3 мм.