Таблиця 8.2 – Технічна характеристика шлюзу «Бартлез-Мозлі»

Параметр

Величина

Матеріал дек Число дек Розмір деки (довжина х ширина), мм Товщина листа деки, мм Відстань між деками, мм Спільна площа дек, м^2 Амплітуда коливань дек, мм Частота коливань дек, хв^– 1 Маса дебалансних вантажів, кг Кут нахилу дек, град.: при концентрації при споліскуванні Тривалість концентрації, хв. Тривалість споліскування, с Вміст твердого в живленні, % Продуктивність шлюзу: по пульпі, м^3/год по твердому, т/год Потужність електродвигуна, кВт Габарити (довжина х ширина х висота), мм

Скловолокно 40 1500х1200 1,5 12,7 72 0,4 – 0,8 200 – 250 1 – 7 0 – 3 45 0 – 36 0 – 72 3 – 10 До 27 До 2,5 0,5 2527х1829х2820

Переваги орбітальних шлюзів полягають у простоті конструкції, малій металоємності, повній автоматизації процесу і високій (з урахуванням крупності збагачуваного матеріалу) продуктивності, що складає 2,2 – 2,5 т/год. Ступінь концентрації на шлюзі складає 2,5 – 4,0, тому вони застосовуються тільки для попередньої концентрації матеріалу.

8.2.3. Технологічні і конструктивні параметри шлюзів

До основних технологічних і конструктивних параметрів шлюзів належать параметри потоку, жолоба і вловлюючих покрить. Вони визначаються в основному за практичними даними і напівемпіричними формулами.

Параметри потоку

Швидкість, розрідженість і висота потоку визначаються залежно від максимальної крупності грудок збагачуваного матеріалу (табл. 8.3).

Мінімальна висота потоку на шлюзах визначається за формулою:

, мм (8.10)

де – коефіцієнт, що залежить від розміру частинок збагачуваного матеріалу (табл. 8.3);– максимальний розмір частинок, мм.

Таблиця 8.3 – Параметри для розрахунку шлюзів

Параметри	Максимальна крупність матеріалу, мм
	6 – 12	12 – 25	25 – 50	50 – 100	100 – 200	Більше 200
Співвідно- шення Z ^* Швидкість потоку ,м/с Коефіцієнт а	8 – 10 1,2 – 1, 6 2,0 – 2,2	10 –12 1,4 – 1, 8 1,7 – 2,0	12 – 14 1,6 – 2,0 1,5 – 1,7	14 – 16 1,8 – 2,2 1,3 – 1,5	16 – 20 2,0 – 2,5 1,2 – 1,3	16 – 20 2,5 – 3,0 1,0 – 1,2

Примітка. Співвідношення між об’ємами рідкої і твердої фаз пульпи (розрідженість) R=Р:Т – при розрахунку шлюзів величина безрозмірна.

Об’ємна продуктивність шлюзу залежить від розрідженості пульпи, вмісту і густини твердої фази в живленні і розраховується за формулою:

, м³/с, (8.11)

де – продуктивність шлюзу по твердій фазі, т/с;– густина твердої фази, т/м³; – розрідженість пульпи.

Параметри жолоба

Ширина шлюзу залежить головним чином від об’ємної продуктивності і визначається із співвідношення:

, м, (8.12)

де – об’ємна продуктивність шлюзу, м³/с; – швидкість потоку пульпи, м/с;– висота потоку, м.

Практично ширина шлюзу коливається від 0,4 до 1,5 м (частіше 0,6 – 0,8 м). Якщо розрахована величина перевищує зазначений діапазон, установлюють декілька шлюзів, що функціонують паралельно.

Довжина жолоба визначається умовами осадження в донний шар між трафаретами важких частинок і утримання їх. Зі збільшенням довжини шлюзу вилучення важкого компоненту збільшується за експоненціальною залежністю:

, м, (8.13)

де – коефіцієнт, що зменшується зі зменшенням гідравлічної крупності (швидкості падіння) частинок і визначається експериментально. Для дрібних частинок цей коефіцієнт приблизно дорівнює:

, (8.14)

де – швидкість вільного падіння частинок в воді, м/с;– розмір частинок, м.

Максимальна довжина шлюзів глибокого наповнення для збагачення золотовмісних пісків складає 20 м, шлюзів дрібного наповнення – 6 м, для олововмісних пісків – відповідно 30 і 10 м.

Нахил жолоба визначають за формулою Шезі:

, (8.15)

де – середня швидкість потоку в жолобі, м/с;– коефіцієнт, що враховує стан стінок і дна жолобу (м^0,5∙с^–1) і визначається за формулою:

, (8.16)

де – коефіцієнт шорсткості;– гідравлічний радіус (м), який визначається за формулою:

, м, (8.17)

де – висота потоку, м;– ширина жолобу, м.

Потік може транспортувати тільки визначену кількість твердого. При насиченні потоку твердою фазою відбувається зниження його швидкості і починається випадіння твердої фази на дно. Для підвищення транспортуючої здатності потоку необхідно змінювати його режим або збільшувати в ньому вміст води, або збільшувати кут нахилу шлюзу.

В середньому при збагаченні золотих розсипів нахил шлюзів складає 0,10 – 0,12, при збагаченні олов’яних розсипів – 0,08 – 0,10.

Частота споліскування залежить від вмісту важкої фракції, що вилучається, і об’єму постелі між трафаретами. Частота споліскувань орієнтовно визначається за формулою:

, (8.18)

де – об’ємна продуктивність шлюзу за добу, м³/доб.; – вміст важкої фракції в збагачуваному матеріалі, % ;– ширина шлюзу, м;– висота, довжина, товщина і число планок трафаретів.

За даними практики на стаціонарних шлюзах кращі результати одержують при роздільному споліскуванні: споліскування головних частин шлюзів довжиною 3 – 6 м роблять частіше (напр., через 4 – 8 год.), а інших частин шлюзів – рідше (напр., через 8 – 24 год.). В шлюзах глибокого наповнення інтервали між споліскуваннями складають від 3 до 15 діб.

Кращим являється принцип безперервного розвантаження концентрату (важкої фракції), що реалізується в шлюзах з рухомим покриттям. Але при безперервному розвантаженні одержують занадто бідні концентрати, що суттєво здорожує послідовні процеси їх доводки. Тому шлюзи з рухомим покриттям працюють не в режимі безперервного розвантаження, а з визначеними інтервалами для механізованих споліскувань.

Своєчасне споліскування шлюзів дозволяє уникнути утрат цінних компонентів. Для кожного конкретного випадку частота споліскувань установлюється експериментально.

Параметри уловлюючих покрить

Залежно від призначення уловлюючі покриття бувають двох видів:

– покриття для створення нерухомої постелі і дезінтеграції матеріалу, для виготовлення яких застосовують рейки, великі валуні і т.п. Такі трафарети мають високу зносостійкість, але вимагають і великих витрат часу на установку і знімання при споліскуванні. Звичайно вони установлюються в хвостовій частині гідравлічних шлюзів, де споліскування здійснюється рідко;

– покриття для створення нерухомої постелі, для виготовлення яких застосовують металічні сітки, ґумові килимки, циновки і т.п. У ворсистих шлюзах застосовують покриття у вигляді матів з рослинних волокон, плюшу, повсті, сукна і т.д.

Основні параметри, що характеризують уловлюючі покриття, обох видів – висота трафаретів і відстань між ними.

Висота трафаретів розраховується з умови висоти зважування частинок різної густини у відповідності з нерівністю:

, (8.19)

де – висота трафаретів;– висота зважування важких (корисних) і легких (породних) частинок.

Висота зважування частинок потоком води визначається як відстань від дна, на якій значення середньої вертикальної складової потоку, що зменшується після досягнення максимуму, дорівнює гідравлічній крупності частинок. Для частинок визначеної крупності висота зважування становить:

, м, (8.20)

де – максимальне значення середньої вертикальної складової пульсаційної швидкості, м/с;– швидкість вільного падіння частинки у воді, м/с;– коефіцієнт, що враховує шорсткість.

Звичайно висота планок трафаретів на шлюзах складає 50 – 55 мм, на підшлюзках – 25 – 30 мм.

Відстань між планками трафаретів визначається з умови створення режиму, при якому на дні шлюзу створюються піщані хвилі, що повільно переміщаються поздовж шлюзу. Відстань між планками повинна бути рівною довжині хвилі. Вона знаходиться за формулою:

, м, (8.21)

де – висота планок трафаретів, м;– середня швидкість потоку, при якій добре створюються хвилі, м/с;– середня швидкість потоку, при якій відбувається зникнення хвиль, м/с;– середня швидкість потоку, при якій піски нерухомі, м/с.

Відстань між планками трафаретів звичайно для шлюзів складає 90 – 150 мм, для підшлюзків – 25 – 30 мм.

Шлюзи є простим і дешевим, але відносно малоефективним обладнанням. Однак вони використовуються для попередньої концентрації вільних тонких частинок золота, олова і деяких інших мінералів при переробці розсипів.