Обогащение в тяжелых суспензиях (часть 1)

Гравитационное обогащение — процессы, в которых разделение минеральных частиц, отличающихся плотностью, размером или формой, обусловлено различием параметров их движения в среде под действием силы тяжести и сил сопротивления. В качестве среды используют воду, воздух, тяжелые суспензии и жидкости.
Гравитационные процессы реализуются в сложных многокомпонентных и многофазных взвесях. Расслоение зерен достигается по одному из разделительных признаков: реологическим параметрам среды разделения; скорости движения частиц в пульсирующем потоке жидкости; скорости движения частиц в тонком слое воды на наклонной плоскости и др.
К гравитационным процессам относят обогащение в тяжелых суспензиях, отсадку, концентрацию на столах, обогащение на шлюзах, желобах, винтовых сепараторах, промывку.
Обогащение в тяжелых суспензиях — процесс разделения смеси минеральных частиц по плотности в гравитационном или центробежном поле в суспензии, имеющей промежуточную плотность между тяжелой и легкой фракциями. Минералы меньшей плотности, чем плотность тяжелой суспензии, всплывают, а минералы большей плотности погружаются.
Тяжелые суспензии представляют собой механическую взвесь тонкодисперсных тяжелых минералов: бария, магнетита, галенита и других минералов в воде. Плотность такой суспензии зависит от типа и концентрации минерала-утяжелителя и может достигать 2200-3300 кг/м3.
Движение тел в бесструктурной суспензии является разновидностью стесненного падения их в жидкости.
Скорость падения в суспензии крупных тел при достаточно большой эффективной плотности равна скорости падения тел в жидкости той же плотности и вязкости и может быть определена по формуле Риттингера (12.10)
Скорость падения в структурной суспензии в основном зависит от динамического напряжения сдвига. Относительная скорость движения тел в структурных суспензиях возрастает по мере увеличения скорости потока и эффективной плотности.
Перемещение зерен обогащаемого материала происходит под действием следующих сил:

При перемещении зерна в среде, находящейся в покое или движущейся равномерно без ускорения, т.е. при отсутствии силы инерции Fп = πd рс/6[d(v-vc)/dt], имеет место равенство разности сил тяжести и подъемной силы и сил гидродинамического сопротивления среды. В этом случае из уравнений получают известные формулы конечной скорости свободного падения зерна:

---