Вибрационный способ обогащения

Еще в 1947 г. Д.А. Плисс разработал вибрационный способ и машину для разделения материалов. Сущность этого способа заключается в том, что сыпучие материалы, помещенные на наклонную вибрирующую поверхность, могут разделяться в зависимости от крупности, формы, коэффициента трения, упругости и других параметров составляющих компонентов.

Для осуществления эффективной сепарации должны быть выбраны определенные параметры вибрационной установки, учитывающие характеристику разделяемых компонентов, и требования, предъявляемые к продуктам сепарации.

Сепарацию можно проводить в режиме с отрывом или без отрыва. Движение частицы по наклонной вибрирующей поверхности в режиме без отрыва зависит от коэффициентов трения, а в режиме с отрывом – от коэффициента восстановления и коэффициента мгновенного трения.

Из сказанного следует, что если на вибрирующую поверхность подавать материал, компоненты которого отличаются друг от друга по коэффициентам трения или коэффициентам восстановления при ударе, то он может быть разделен на соответствующие компоненты. Это обстоятельство предопределяет принципиальную возможность разделения на вибрирующей поверхности сыпучих материалов по крупности, так как коэффициенты восстановления мелких и крупных зерен однородного материала существенно различаются между собой. Практически доказано, что разделение по крупности более четко осуществляется в режиме с отрывом. Разделение близких по размеру материалов по форме более четко осуществляется в режиме без отрыва, где разделяющим фактором является коэффициент трения частиц о поверхность.

Дробленая асбестовая руда представляет собой механическую смесь, состоящую их трех компонентов: свободного асбестового волокна, змеевика и пыли. Процесс первичного обогащения заключается в выделении из руды концентрата, состоящего из асбестового волокна и пыли. В дальнейшем волокно обеспыливается на специальных аппаратах.

Важной предпосылкой для обеспечения эффективного обогащения асбестовой руды на вибрационном сепараторе является значительная разница в коэффициентах трения змеевика и волокна. Коэффициенты восстановления для этих компонентов также существенно различаются. При вибросепарации необходимо подобрать такие параметры работы установки и такую характеристику рабочей поверхности, при которых будет обеспечено движение волокна и змеевика в разные стороны.

Сепарацию асбестовой руды целесообразно проводить в режиме с отрывом, так как при интенсивном встряхивании руды за счет сегрегации происходит выделение равновеликих и мелких зерен змеевика, разбросанных между волокнами асбеста. При отсутствии подбрасывания эти зерна увлекаются вместе с волокном. Установив оптимальный угол наклона деки, можно получить четкое разделение волокна и змеевика. Волокно в этом случае транспортируется вверх, а змеевик скользит вниз.

Наиболее простой рабочей поверхностью является вибрирующая плоскость, установленная под углом к горизонту. Однако такая вибродека может обеспечить достаточно четкое разделение, если материал подается по одному зерну, т.е. при весьма малой производительности. В противном случае вблизи места загрузки создаются противотоки материала, при этом волокно увлекает вверх некоторое количество змеевика, а скользящий вниз змеевик увлекает часть волокна.

Более высокая производительность достигается, если вибродека наклонена одновременно в двух направлениях: в продольном и поперечном под небольшим углом вниз. Двойной наклон вибродеки обеспечивает веерообразное распределение на ней сепарируемого материала. Вверх транспортируется асбестовое волокно и пыль, вниз скользит крупный змеевик, в сторону направляется относительно небольшое количество промежуточного продукта, включающего нераспушенные агрегаты волокна («пешку»), и мелкий змеевик.

Качество сепарации может быть улучшено, если использовать не плоскую, а вогнутую вибродеку, у которой продольный угол наклона постепенно увеличивается, а угол вибраций уменьшается по мере движения материала снизу вверх.