21.02.2021

Теоретические основы процесса обогащения в моечных желобах


Движение минеральных частиц в условиях турбулентного режима течения воды в моечном желобе отличается чрезвычайной сложностью. Это обусловлено различной продольной скоростью элементарных струй воды по высоте потока и наличием вертикальных струй, возникающих вследствие турбулентности потока, шероховатости дна и совместного движения большой массы частиц.

Движение изолированной твердой частицы в моечном желобе происходит под действием следующих сил (рис. 55):

- тяжести частицы в среде G0, направленной вниз,
Теоретические основы процесса обогащения в моечных желобах

- динамической Pu, направленной вдоль потока воды,

- динамической Pc, направленной нормалью к плоскости желоба,

- трения T, направленной в сторону, противоположную относительному перемещению частиц,

где d — диаметр частицы, см;

В — плотность частицы, г/см3;

A — плотность среды, г/см3;

g — ускорение силы тяжести, см/сек2;

ф — коэффициент сопротивления среды, зависящий от режима движения потока и формы частицы;

u — продольная скорость потока на высоте движения частицы, см/сек;

v — собственная продольная скорость движения частицы, см/сек;

с — скорость струи, направленной нормально к плоскости желоба, см/сек;

а — угол наклона желоба, град.;

f — коэффициент трения.

В зависимости от соотношения сил, действующих на частицу, она по-разному перемещается в потоке: взвешенно, т. е. переносится струей воды; влечением — скользит или перекатывается по дну желоба либо слою осевшего в нем материала; скачкообразно — перемещается попеременно взвешенно и влечением.

Частицы перемещаются в потоке взвешенно при условии

При Pc < G0 cosa происходит движение частицы влечением; дифференциальное уравнение этого движения можно представить в следующем виде:

Заменив в уравнении величины m, G0, Pu, T их значениями, получим выражение для ускорения частицы

где v0 — конечная скорость свободного падения частицы, получим выражение для скорости движения частицы влечением

Скорость потока, при которой начинается движение частицы влечением, называется смывающей скоростью

Равноскоростными могут быть названы частицы, смываемые потоком одинаковой скорости,

Для условий влечения частиц можно пренебречь относительно малым значением скорости с, тогда

Заменяя значение v0 = Vпd(b-A)g/6wA, получим коэффициент равноскоростных зерен

Последний равен коэффициенту равнопадаемости, умноженному на обратное отношение коэффициентов трения. Таким образом, две равнопадающие частицы могут быть разделены в моечном желобе, если они движутся влечением и отличаются коэффициентами трения.

Практически при обогащении в моечных желобах количество частиц, движущихся только влечением, составляет меньшую часть. Большинство частиц перемещается в потоке взвешенно или скачкообразно. Характер расслоения таких частиц зависит от интенсивности восходящих струй воды и распределения их по высоте и длине желоба.

Скорость восходящих струй возрастает с глубиной потока. По опытным данным, максимальное значение ее можно представить как линейную функцию средней скорости потока

Эта скорость обусловлена обтеканием потока осевших на дне желоба кусков породы или специальных порогов.

С увеличением угла наклона желоба продольная скорость потока и его вертикальная подъемная сила возрастают. Этим отчасти объясняются переменные углы наклона отдельных участков желобов для крупного угля. В начале желоба, где необходимо некоторое взвешивание породных фракций, угол наклона принимают до 15°. После удаления породы в первую разгрузочную камеру угол наклона желоба уменьшают до 2—5°.





Яндекс.Метрика