Osadzarki

Osadzarka jest jednym z najpowrzechniej stosowanych wzbogacalników opartych na zasadzie wzbogacania grawitacyjnego . Czynnikiem wzbogacającym w osadzarkach jest woda . Osadzarki uważano początkowo wyłącznie za maszyny do wzbogacania dynamicznego . Doświadczenia ostatnich czasów udowodniły , że przy zachowaniu pewnych warunków osadzarka może stanowić wzbogacalnik , którego działanie ma wiele cech działania wzbogacalnika statycznego.

Weźmy dla przykładu klasyczną osadzarkę do wzbogacenia węgla .

Koryto robocze 1 osadzarki , zwane również łożem roboczym , zbudowane jest w kształcie skrzyni otwartej u góry i ma dno 2 wykonane jako sito bądź ruszy . Tłoki 3 napędzane mimośrodami 4 poruszają się w komorach tłokowych 5 . Komory tłokowe i koryta robocze tworzą naczynia połączone i są wypełnione do pewnej wysokości wodą . Przy ruchach tłoków woda W przepływa przez dno sitowe koryta roboczego . Ruch wody wywołany działaniem tłoków jest oscylacyjny tj. ma zmienną wartość i zmienny kierunek : w górę i w dół . Znane są również osadzarki o ruchu wody tj. również o zmiennej wartości , lecz o jednakowym kierunku .

Przez koryto robocze przepływa wzbogacana masa ziaren M , która poddaje się działaniu wody , wskutek czego następuje jej rozdział według ciężaru właściwego poszczególnych ziaren . Osadzarka ma poza tym króćce 6 służące do doprowadzenia wody dolnej zwanej również dodatkową oraz otwory 7 , którymi odprowadza się odpady lub przerosty , stanowiące tak zwane ciężkie produkty uzyskane przy wzbogacaniu węgla .

Częściami , które występują w każdej znanej osadzarce i pozwalają na jednoznaczne wyróżnienie typu osadzarki spośród innych wzbogacalników są : koryto robocze , przez które przepływa wzbogacany materiał wraz z wodą oraz sito stanowiące dno łoża i umożliwiające oddziaływanie oscylującej bądź pulsującej wody przepływającej przez to sito na wzbogacony materiał .

Opierając się na powyższej analizie można sformułować następujące określenie :

"Osadzarka jest maszyną hydrauliczną , w której mieszaninę ziaren o różnym ciężarze właściwym poddaje się oscylacyjnemu bądź pulsacyjnemu działaniu wody , doprowadzanej przez dno sitowe koryta roboczego służącego do przepływu wzbogaconego materiału w celu rozdziału masy ziaren na warstwy ziaren według ciężaru właściwego.

Podstawowy zespół osadzarki , w którym koryto robocze wyposażone jest w środki do odprowadzania dwóch produktów nazywa się przedziałem . Jeżeli jeden z produktów jednego przedziału poddany zostanie wzbogacaniu w drugim przedziale to otrzyma się następne dwa produkty . W ten sposób z osadzarki dwuprzedziałowej uzyskuje się trzy produkty : lekki , pośredni i ciężki . Możliwe są dwa sposoby wzbogacania dwustopniowego.

Obok osadzarek dwuprzedziałowych stosuje się również osadzarki z większą liczbą przedziałów , liczba produktów jest wtedy większa o jeden od liczby przedziałów . W zależności od rodzaju wzbogacalnego surowca koncentratem dla węgla - produkt lekki , dla rud - ciężki .

W zależności od rodzaju kopalin w osadzarkach wzbogaca się mieszaniną ziarn od <1mm do 250mm , w zakresie wzbogacania węgla od 0,5 do 125 mm. Wzbogacany w osadzarkach materiał może być dzielony na klasy wąskie lub bardzo szerokie . Jego ciężar właściwy może różnić się stosunkowo nieznacznie od ciężaru właściwego wody (węgiel) lub też bardzo (złoto w piaskach złotonośnych ).

Osadzarki stosuje się najczęściej do wzbogacania materiału , który w stanie surowym składa się z dwóch głównych składników . Im większa jest różnica między ciężarami właściwymi tych składników tym łatwiej można wzbigacić materiał . Na ogół trzeba się liczyć z obecnością w kopalinie ziarn czystych składników , oraz ziarn stanowiących różne strukturalne kombinacje tych składników . Takie ziarna najczęściej nazywane są przerostami są to ziarna będące w części składnikami czystymi lub też ziarna , w których składniki są silnie rozproszone między sobą . W tych przypadkach stosuje się osadzrki trój - lub więcej produktowe (najczęściej trójproduktowe ).

Wydzielanie trzeciego produktu tj: pośredniego ułatwia otrzymanie wyższego udziału składnika użytecznego w koncentracie i małych strat tego składnika w odpadach . W wielu przypadkach trzeci produkt jest wtórnie wzbogacany . Jeśli po rozdrobnieniu przerostów otrzymuje się pewną ilość ziarn czystych składników to wtórne wzbogacanie ma jedynie na celu odzyskanie lub też wydzielanie ziarn czystych składników w tym stanie w jakim one się znalazły w produkcie pośrednim przy wzbogacaniu pierwszego stopnia . Przed skierowaniem rud do osadzarek w celu ich wzbogacanie , z zasady stosuje się wstępne rozdrobnianie rud do ziarna o wielkości poniżej kilkudziesięciu czy kilku milimetrów .

Osadzarka może być stosowana w płuczkach jako jedyny rodzaj wzbogacalnika bądź też w ścisłym nawiązaniu do pracy innego typu wzbogacalników np. z cieczami ciężkimi .

Coraz szersze zastosowanie cieczy ciężkich zmniejsza obecnie zakres zastosowania osadzarek . W przypadkach wzbogacania węgla , w których zastosowanie cieczy ciężkich połączone jest z najmniejszymi trudnościami , rysuje się coraz wyraźniej celowość budowy płuczek wyposażonych w osadzarki do wzbogacania ziarn drobnych i we wzbogacalniki zaliczone do wzbogacania ziarn większych .

Ze względów praktycznych osadzarki podzielić można na :

- wolnobieżne

z napędem tłokowym - tłokowe

z napędem powietrznym - beztłokowe

z wahadłowym korytem roboczym

- szybkobieżne

z napędem tłokowo - przeponowym

z napędem pulsacyjnym .

W niektórych przypadkach stosuje się podział na osadzarki do węgla i osadzarki do rud . Podział ten jest jednak nieścisły , ponieważ niektóre typy osadzarek mogą być używane zarówno do wzbogacania rud jak i do wzbogacania węgla .

Zasada działania osadzarek

Żadna dotychczasowa teoria wzbogacania w osadzarkach nie daje dostatecznych podstaw do obliczeń technologicznych i konstrukcyjnych projektowanej maszyny . Znane opracowania teoretyczne są tylko próbami wyjaśnienia procesu wzbogacania w osadzarkach . W przypadku wzbogacalników grawitacyjnych pierwsze takie próby przeprowadził Rittinger (1867 r.). Poglądy na proces wzbogacania ulegają zmianom i z tym wiążą się ścisłe zmiany sposobu użycia osadzarki i ich zmiany konstrukcyjne .

W najogulniejszym ujęciu przebieg wzbogacania w osadzarkach można zobrazować jak na rysunku .

Na rysunku tym przedstawiono przekrój koryta roboczego wypełnionego strugą wzbogaconego materiału i wody . Białe ziarna oznaczają składnik lekki , czarne - ciężki . Proces wzbogacania przebiega w wyniku ruchu wody o prędkościach składowych V₀ , V_d i V_p .

Prędkość V₀ wywołana jest napędem osadzarki . Najczęściej zmiana prędkości ma charakter oscylacyjny . Szczególnym przypadkiem ruchu o tym charakterze jest ruch harmoniczny wywołany napędem mimośrodowym . Często w osadzarkach obok ruchu oscylacyjnego wywołany jest dopływem tzw. wody dolnej ruch o mniej więcej stałej prędkości V_d . Za pomocą specjalnych napędów przyspieszających ( pneumatycznych i tłokowych z krzywką napędową) można uzyskać oscylacje nieharmoniczną . Charakterystyka ta powstała na podstawie rittingenowskich teorii wzbogacania , według których powrotny ruch wody jest szkodliwy w grawitacyjnym procesie rozdziału ziarn . Prędkość V_p1 jest uzyskiwana przez dopływ tzw. wody górnej dostarczanej razem z nadawą . Wartość prędkości V_p1 wzrasta stopniowo korzystnie dla procesu rozdziału . Dlatego istnieje ogólnie znana zasada stosowana jak najmniejszych ilości wody górnej .

Wykresy A i B przedstawiają poziome prędkości strugi wody .

Prędkości te są najmniejsze na dnie sitowym koryta roboczego , zaś największe na powierzchni .

Prędkość względna wody w stosunku do ziarn wzbogaconego materiału wpływa na stopień rozluzowania masy ziarn tj. na odległości jakie powstają między ziarnami . Stopień rozluzowania masy ziarn ma zasadnicze znaczenie dla tego procesu .

Literaura :

- Poradnik górnika cz. 5. Wydawnictwo "Śląsk" Katowice .

- Osadzarki mgr inż.Janusz Dietrych. PWN Katowice 1953 r.

1

5

---