Основы процесса отсадки

Отсадка - это процесс разделения минеральных частиц по плотности в вертикальном пульсирующем потоке какой-либо среды разделения.
При этом разделяемый материал, помещённый на решете, периодически разрыхляется и уплотняется. Пульсации среды (для стадий рудоподготовки -воды) создаются перемещениями поршня, диафрагмы или днища, периодической подачей в машину сжатого воздуха или колебаниями самого решета.
Находящийся на решете слой материала называется постелью. Для крупного материала постель обычно естественная, для мелкого - искусственная.
Слой материала над искусственной постелью - это надпостельный слой. Искусственная постель состоит из крупных (в 2,5-6 раз крупнее максимального куска в питании) тяжёлых частиц либо из кусков обогащаемой руды, либо другого материала.
Вода, подаваемая под решето постоянно или периодически, называется подрешётной, а вода, подаваемая вместе с обогащаемым материалом, - транспортной.
Циклом отсадки называется закономерное вертикальное перемещение среды относительно разделяемого материала в течение одного периода колебаний. Возможными элементами цикла являются подъём, опускание среды относительно материала и в одном из случаев - пауза.
На рис. 4.5 приведены графики известных циклов.

Наиболее распространённый вариант цикла - гармонический, представленный на рис. 4.5, а.
Относительное перемещение среды S, отсчитываемое от крайнего нижнего положения, и изменение скорости среды U во времени t в этом случае меняются по законам:

размах колебаний; ? = 2?(n - частота колебаний).
Время t отсчитывается от начала цикла.
Другие циклы отличаются от гармонического продолжительностью элементов цикла. Так, цикл Майера (см. рис. 4.5, б) имеет кратковременные подъём и опускание среды и большую паузу между подъёмом и опусканием. Цикл Бёрда (см. рис. 4.5, в) характеризуется кратковременным подъёмом (большая скорость подъёма) и продолжительным опусканием среды (меньшая скорость опускания). Цикл Томаса (см. рис. 4.5, г) отличается малой скоростью, но продолжительным подъёмом и большой скоростью опускания. Гармонический цикл принципиально может быть использован в отсадочных машинах любого типа, а прочие - только в беспоршневых (другие названия - «воздушно-пульсационные», «пневматические»).
Отсадка - это очень сложный многомерный и массовый процесс, протекающий в весьма стеснённых и циклически меняющихся условиях.
Единого представления о механизме расслоения материала в постели отсадочной машины в настоящее время не существует.
Различными исследователями выдвинут ряд гипотез (детерминистские и статистические).
Энергетическая модель рассматривает отсадочную постель как механическую систему, находящуюся в неустойчивом равновесии в поле силы тяжести и стремящуюся к устойчивому положению. Переход в устойчивое положение сопровождается уменьшением потенциальной энергии системы в результате расслоения фракций по плотности. В ходе расслоения потенциальная энергия переходит в кинетическую, которая вместе с энергией, прилагаемой извне, расходуется на преодоление сил механического сопротивления при движении частиц в родственные слои фракций.
Суспензионная модель рассматривает разделение частиц в постели отсадочной машины аналогичным их расслоению в минеральной суспензии, которая образуется взвесью обогащаемого материала и искусственной постелью в воде.
Вероятностно-статистическая модель представляет отсадку массовым процессом с вероятностным характером перемещения частиц с различными физическими свойствами. В модели рассматриваются закономерности перемещения группы однородных частиц и учитываются случайные перемещения отдельных зёрен относительно центра этих групп.
Детерминированные модели (начальных скоростей и разделения в ускоренно движущейся среде) позволяют учесть влияние плотности, крупности и формы отдельных частиц, но не учитывают реальных условий массопереноса, т. е. взаимодействия частиц друг с другом.
Массово-статистические модели (энергетическая, суспензионная, вероятностно-статистическая) учитывают массовый характер процесса и взаимодействие частиц между собой, однако они, как правило, носят общий характер, не учитывая всех свойств разделяемых частиц, и редко имеют аналитические решения и практическое применение.