Класс Минерал Крупность

I PbS 2,5 – 10

II Si0₂ 2,5 - 10

PbS 0,6 – 2,5

III Si0₂ 0,6-2,5

PbS 0,16 -0,6

IV Si0₂ 0,16 – 0,6

PbS 0,07 -0,16

Зависимость между конечной скоростью падения минеральных частиц, их диаметром и плотностью можно изобразить графически в виде диаграммы Г.О.Чечотта ( рис. 74).

Рис. 74. Диаграмма Г.О. Чечотта

Строится эта диаграмма следующим образом. В формуле Риттингера принимается K = A и Х; тогда получается уравнение первой степени = АХ. Если принять условно, что А = const, то уравнение, выраженное через Х, есть уравнение прямой.

По оси абсцисс откладывается , а по оси ординат - . Угол наклона прямой к оси абсции определяется величиной К и, следовательно, будет зависеть от плотности минерала; чем больше плотность, тем больше угол наклона прямой. Графически закон Риттингера для частиц кварца выразится прямой о 0 – SiO₂, а для частиц галенита – прямой О – PbS. Угол меньше угла , т.к. плотность галенита больше плотности кварца.

При разделенииминеральной смеси кварца и галенита в трехкамерном гидравлическом классификаторе при скорости восходящей струи воды в первой камере в ней выпадут частицы галенита диаметром от d₁ до d₂ , т.к. эти частицы имеют скорость падения больше скорости восходящей струи воды . Частицы кварца в этой камере не выпадут, т.к. наибольшее зерно кварца крупностью d имеет скорость падения ; в лучшем случае эта частица будет находится во взвешенном состоянии. Таким образом, за исключением частиц галенита диаметром от d₁ до d₂ выпавших в первой камере, все зерна кварца от d₁ до 0 и частицы галенита от d₂ до 0 будут увлекаться потокам восходящей струи воды и перейдут во вторую камеру, где скорость восходящей струи воды меньше скорости струи воды, чем в первой камере. В этой камере выпадут все частицы, которые имеют скорость падения в воде больше, чем и т.д.

В каждом классе, выделенном в классификаторе, минимальная частица легкого минерала – кварца по объему будет равно или больше максимальной частицы галенита.

Расхождение теоретических и практических данных объясняется прежде всего возникновением условий стесненного падения, различной формой частиц, а также наличием сростков легких и тяжелых минералов. Частицы одного и того же минерала, имеющие одинаковый объем, имеют, как правило различную форму и падают с разной скоростью, т.к. сопротивление среды, в которой падают эти частицы, при прочих равных условиях зависит от формы частиц. Иногда частица минерала меньшей плотности имеет ту же скорость падения в воде, что и частица минерала большой плотности при равном объеме .

Законы падения минеральных частиц в воде, рассмотренные выше, применимы полностью лишь при свободном падении их, и не могут всесторонне характеризовать промышленный процесс гидравлической классификации, при которой движение минеральных частиц происходит в ограниченном пространстве, т.е. в стесненных условиях.. При массовом движении минеральных частиц, в том числе находящихся во взвешенном состоянии, отдельные частицы испытывают влияние других движещихся частиц. Вместе с этим сама среда испытывает динамическое воздействие каждой из частиц в отдельности и всей массы их в целом.

В отличие от условия й свободного падения частиц в промышленных аппаратах их падение подчиняется условиям стесненного падения. Экспериментально установлено, что скорость стесненного падения меньше скорости свободного падения, например, для кварца в 2,76 раза, а для галенита в 3,47 раза.

Экспериментально и теоретически показано, что очень скорость стесненного падения частиц зависит от вязкости суспензии, которая увеличивается с увеличением содержания твердого в суспензии. В свою очередь вязкость суспензии или пульпы зависит от степени разрыхления или взвешенности минеральных частиц в восходящей струе воды.

Коэффициент разрыхления в свою очередь зависит от скорости восходящей струи воды, причем эта скорость в начале разрыхления должна составлять около 1/20 скорости свободного падения.

П.В.Лященко установил, что зависимость между скоростью стесненного падения, скоростью свободного падения и коэффициентом разрыхления существует следующая зависимость

(84)

где - конечная скорость частиц в стесненных условиях;

- конечная скорость падения частиц в свободных условиях;

- коэффициент разрыхления;

n - показатель степени , равный 5-7, увеличивающийся по мере уменьшения крупности классифицируемой минеральной смеси.

Если принять n = 6, то

(85)