Отсадка

ОТСАДКА (а. jigging; н. Setzen; ф. pistonnage, setzage; и. cribadura, соncentracion por jig) — способ гравитационного обогащения полезных ископаемых, основанный на разделении минеральной смеси на слои, отличающиеся по плотности и крупности. Отсадка происходит в результате периодического воздействия восходящих и нисходящих потоков разделительной среды. Конечные продукты отсадки: концентрат с высоким содержанием полезного компонента и отходы (иногда выделяется промежуточный продукт, состоящий из сростков полезного компонента с пустой породой или из их механической смеси).

Отсадку широко применяют при обогащении крупновкрапленных и средневкрапленных руд, не требующих тонкого измельчения, а также полезных ископаемых, содержащих разделяемые компоненты, контрастно различающиеся по плотности (уголь, пески россыпных месторождений, бурожелезняковые, гематитовые, хромовые, марганцевые и вольфрамовые руды и др.). Отсадкой обогащают полезные ископаемые в широком диапазоне крупности — от 0,1 (пески россыпей) до 250 мм (антрациты), и различной плотности — от 1400 до 1500-19300 кг/м³.

Теоретические основы отсадки заложены немецким учёным П. Риттингером (1867). Принцип равнопадаемости, вытекающий из его теории, требовал разделения исходного сырья на узкие классы крупности, что усложняло технологию отсадки. В дальнейшем работы венгерского учёного Й. Финкея (1924) и советского учёного П. В. Лященко (1935) о падении частиц в стеснённых условиях показали возможность обогащения материала в более широком диапазоне крупности. Теоретическое описание отсадки связано с выдвинутой в 1950 Ф. Майером (ФРГ) потенциальной теорией отсадки, в которой рассматривается расслоение отсадочного слоя, стремящегося к минимуму потенциальной энергии. Советские учёные Н. Н. Виноградов и Э. Э. Рафалес-Ламарка (60-е гг. 20 в.) рассматривают отсадку как массовый процесс, в котором действуют не только строго детерминированные, но и случайные факторы.

По типу сред разделения различают гидравлическую, пневматическую, суспензионную и отсадку с водовоздушной смесью. В технологических схемах обогатительных фабрик отсадка применяется как основная операция обогащения с получением конечных продуктов, так и вспомогательная операция в комбинации с концентрацией на столах, магнитной сепарацией, флотацией и другими методами обогащения.

Режим отсадки определяется совокупным влиянием различных гидро- и аэродинамических параметров и условий разгрузки тяжёлых продуктов. При оптимальном режиме отсадки качество концентрата, величина потерь ценных компонентов и удельная производительность соответствуют реально возможной при максимальной технико-экономической эффективности обогащения. Уменьшение крупности обогащаемого материала снижает эффективность разделения, но повышает плотность разделения. Чем труднее обогатимость полезных ископаемых (по данным фракционного анализа), тем больше взаимозасоряемость фракциями продуктов обогащения. Низкая прочность зёрен обогащаемого материала приводит к ошламованию и потерям компонента с лёгким продуктом. Повышенное содержание зёрен плоской формы отрицательно сказывается на свойствах слоёв, т.к. снижается их пропускная способность. Увеличение загрузки материала увеличивает скорость его продвижения через отсадочную машину, а следовательно, уменьшает время пребывания в машине и снижает точность разделения. При малых значениях числа пульсаций обеспечиваются более высокие скорости восходящего потока, увеличивается амплитуда колебаний, достигается максимальный подъём слоя, повышается степень разрыхлённости слоя. Увеличение давления воздуха (воздушно-золотниковые отсадочные машины) повышает скорость восходящего и нисходящего потоков, амплитуду колебаний, подъём слоя. Подрешётная вода способствует стабилизации оптимальной разрыхлённости слоя, т.к. её динамическое воздействие заключается в уменьшении перепада гидростатического давления между рабочим и воздушным отделениями, увеличении скорости восходящего и уменьшении скорости нисходящего потоков. С увеличением крупности обогащаемого материала расход воды возрастает. Расход подрешётной воды от общего расхода составляет 40-70%. Удаление продуктов производится в виде сформировавшихся слоёв с допустимым содержанием в них посторонних фракций, при этом поддерживается оптимальная высота контролируемого слоя. Типовой схемой отсадки при обогащении угля для коксования, предварительно расклассифицированного на 2 класса (-10 и +10 мм), является схема с выделением 2 продуктов (концентрата и породы) на основных отсадочных машинах и переобогащением додроблённого промежуточного продукта на контрольной отсадочной машине.

Руды чёрных металлов обогащают с применением отсадки по схеме, включающей предварительную классификацию, на классы крупности (-30 + 12; -12 + 6; -6 + 3; -3 + 1,5; -1,5 мм). Каждый класс крупности, за исключением класса -1,5 мм, подвергают отсадке раздельно с получением кондиционных концентратов, отходов обогащения и промежуточного продукта, который объединяется с классом -1,5 мм и после предварительного дробления обогащается в отдельном цикле.

Обогащение марганцевых руд отсадкой применяют на различных стадиях в сочетании с магнитной сепарацией и флотацией. Промпродукты отсадки подвергают измельчению и классификации с последующим обогащением магнитной сепарацией, что позволяет получать максимальное количество концентрата высших сортов при минимальных потерях марганца с отходами.

Пески россыпей обогащают по схеме, включающей предварительную промывку и классификацию на классы крупности (-25 + 6 и -6 мм), которые подвергают отсадке раздельно с получением бедного концентрата, направляемого для обогащения на концентрационных столах, и пустой породы. В схемах обогащения оловянных, вольфрамовых и других руд цветных металлов отсадку применяют в головной части схемы с получением грубого концентрата, направляемого на доводку, и промпродуктов, подвергаемых многостадиальному обогащению на концентрационных столах, шлюзах и снова на отсадочных машинах с получением концентрата, направляемого на доводку, и хвостов.

Отсадка при обогащении полезных ископаемых относится к наиболее экономичным методам обогащения, в особенности при обогащении углей и некоторых руд чёрных металлов с крупным вкраплением полезных компонентов, не требующих тонкого дробления.