Самосий Д.А., ООО «ПРО Евразия»
Золотодобыча, №194, Январь, 2015
При разработке гравитационных концентраторов Falcon SB упор делался в первую очередь на обеспечение высоких показателей извлечения тонких частиц (менее 100 мкм) тяжелых минералов, таких как золото, платина и др. из руд и россыпей. Одним из основных направлений обеспечения высоких показателей извлечения концентраторами Falcon SB является применение высоких значений гравитационной силы G, необходимой для увеличения разности в весе частиц.
Falcon SB относятся к концентраторам, использующим воду противодавления (ожижающую) для разрыхления минеральной постели в зоне удержания посредством ее подачи через отверстия в чаше (корзине). Разрыхление минеральной постели с помощью ожижающей воды способствует выносу легких частиц из рифлей за пределы зоны удержания и более эффективному их замещению тяжелыми частицами. Регулируя два параметра гравитационного концентратора — силу G (обороты вращения чаши) и давление ожижающей воды, — можно подобрать оптимальные параметры для извлечения ценного компонента из любого минерального сырья. При этом общие правила звучат так:
- чем крупнее обогащаемый материал, тем ниже G и/или выше давление ожижающей воды;
- чем мельче подаваемый материал, тем выше G и/или ниже давление ожижающей воды.
Данные правила применимы к любому концентратору с подачей ожижающей воды через отверстия в чаше.
Чаша Falcon SB является двухзонной чашей, состоящей из конической части — зона стратификации (миграции) и цилиндрической — зона удержания (рис.1).
Коническая часть позволяет задать направление потока в верх чаши. Динамическое давление потока с ростом высоты снижается, а сила G нарастает, в результате чего материал подвергается распределению по удельному весу и крупности (предварительному обогащению): тяжелые мелкие частицы мигрируют в глубь потока (ближе к поверхности чаши), а легкие крупные — в верхний слой потока (ближе к центру чаши).
Цилиндрическая часть является зоной удержания материала, где происходит извлечение из потока и накопление тяжелых частиц — концентрация (обогащение).
При сравнении конусов других производителей с двухзонной чашей Falcon достаточно часто делается упор на то, что зона удержания конуса больше, чем зона удержания чаши Falcon (рис.2).
в центробежных концентраторах
Данное утверждение справедливо, если в расчет брать только геометрические параметры.
Сила G прямо пропорциональна радиусу чаши (конуса, корзины и т.д.), т.е. сохраняется равенство R/R1 = G/G1 (рис.3).
При неизменном значении скорости вращения ротора с увеличением радиуса конуса растет значение силы G. При этом давление ожижающей воды по всей высоте конуса (для каждого радиуса) практически неизменно. В результате у конуса работает лишь часть зоны удержания, где сочетание силы G и давления ожижающей воды более или менее соответствует оптимальным параметрам извлечения ценного компонента. Чем больше значение силы G, тем меньше рабочая площадь зоны удержания. Выше оптимальной зоны удержания давление ожижающей воды будет недостаточное, ниже — избыточное.
В табл. 1 в качестве примера представлено изменение силы G по высоте конуса при разнице 10 % между верхним (нижним) радиусом конуса и радиусом через середину высоты конуса.
Таблица 1. Изменение силы G по высоте конуса
| Середина конуса (R1), ед.G | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 | 200 |
| Верх конуса (1,1*R1 ), ед.G | 66 | 88 | 110 | 132 | 154 | 176 | 198 | 220 |
| Низ конуса (0,9*R1 ), ед.G | 54 | 72 | 90 | 108 | 126 | 144 | 162 | 180 |
| D, ед.G | 12 | 16 | 20 | 24 | 28 | 32 | 36 | 40 |
R1 — радиус через середину высоты конуса, D — разница силы G между верхним и нижним диаметром конуса
На малых и средних скоростях вращения ротора, соответствующих значениям 60–70 G, а также на лабораторных аппаратах влияние данного эффекта не замечено ввиду малой разницы значений силы G по высоте. С увеличением силы G, необходимой для извлечения тонких частиц, и увеличением размеров аппарата для обеспечения производительности данный эффект увеличивает свое влияние на эффективность обогащения тонких частиц.
Двухзонная чаша Falcon, с цилиндрической формой зоны удержания исключает влияние данного эффекта. Независимо от силы G и размера аппарата для извлечения используется вся площадь поверхности концентрации концентраторов iCON и Falcon.
Запатентованная геометрия чаши позволяет эффективно извлекать тонкие частицы во всех возможных диапазонах скорости вращения ротора и при любом размере применяемого аппарата.
Модельный ряд и спецификация концентраторов с периодической разгрузкой, выпускаемых компанией «Sepro», представлены в табл. 2.
Таблица 2. Модельный ряд и спецификация концентраторов с периодической разгрузкой, выпускаемых компанией «Sepro»
* данные зависят от специфики применения