跳汰機の水槽は様々な役割を果たします。また、跳汰室の面積は装置の処理能力と選別に影響を及ぼします

側動型ジャイゲーター及び各種水箱の構造と機能、並びに跳汰室の寸法影響

一、各種ジャイゲーターの水箱構造と特徴

1. 側動型ジャイゲーターの水箱

側動型ジャイゲーターの水箱では、ダイアフラム(隔膜)が箱体の側壁に配置されています。跳汰室(ジャイゲーションチャンバー)内の水流分布を均一にするため、ダイアフラム上方の側壁に傾斜したバッフルプレート(挡板)が設置されます。このバッフルプレートの角度と長さは適切に設定する必要があり、ダイアフラムからスクリーン面までの脈動水流の流線長さが概ね均等になるように調整します。

2. 下動型円錐ダイアフラムジャイゲーターの水箱

下動型円錐ダイアフラムジャイゲーターの水箱は、切頭円錐形状(円錐の先端を切断した形状)を呈しています。ダイアフラムが水箱の下部に位置するため、水流は基本的に垂直方向にスクリーンプレート(篩板)を通過し、分布が比較的均一です。しかし、この種の水箱はダイアフラム及び伝動機構が水箱の下方にあるため、保守管理が不便です。また、可動円錐(動錐)はスクリーン下の精鉱重量を支える必要があり、スクリーン下精鉱量が多い場合にはダイアフラムが破損しやすく、排鉱作業も不便となる特徴があります。

3. 円底形水箱

円底形水箱は、その形状が水流の流動に適しており、水流抵抗を低減する効果があります。跳汰室内における水流速度の分布は、他の形状の水箱に比べて均一ですが、スクリーン下精鉱の排出が困難です。もし円形水箱の下部を徐々に円錐形状に加工すると、スクリーン下精鉱の排出性を改善することができます。

二、跳汰室の幅と長さの影響

ジャイゲーター箱体上部に位置する跳汰室の面積は、装置の処理能力と選別効果に直接影響を及ぼします。面積が増大すると処理量も増加します。処理量が同じ条件下では、跳汰室の面積を拡大することで、物料が跳汰室内に停留する時間を延長でき、これにより鉱物の回収率向上に寄与します。

1. 跳汰室の幅の設定基準

跳汰室の幅を決定する際には、主に生産能力を考慮する他、給鉱が幅方向に均一に分布し、且つ脈動水流も幅方向に均一に分布するように設計する必要があります。幅が過度に狭いと処理量が不足し、幅が過度に広いと給鉱の均一分布が困難になるだけでなく、脈動水流の分布も不均一になりやすくなります。具体的には、ダイアフラムから離れた位置では脈動水流の速度が小さく床層のばらけ度合いが低く、ダイアフラムに近い位置ではその逆の現象が生じます。そのため、跳汰室の幅が広くなるほど、幅方向における床層のばらけ度合いの差が顕著になります。通常、ジャイゲーターの幅は 1 メートルを超えないように設計されることが多く、特殊なケースでは最大 1.6 メートルに達することもあります。大規模な円形ジャイゲーターは円周長が長いため、中央の給鉱部に回転式レーキ(回転耙)を設置し、中央から供給される物料が半径方向に均一に分布するようにしています。

2. 跳汰室の長さの設定基準

跳汰室の長さは主に選別効果に影響するため、長さの決定にあたっては、物料が層別(比重による分離)するために必要な時間を確保することを基準とします。この時間内に、上層の重質鉱粒がスクリーン面まで移動し、下層の脈石粒子が上層に移動して排出されるように設計する必要があります。

物料が跳汰室内に停留する時間は、物料の粒度、密度、給鉱濃度、処理量、スクリーン下水量、床層厚さ、ストローク(行程)、ストローク数(毎分往復回数)などの多くの要因に関連します。粒度が粗く、密度差が大きい給鉱の場合は跳汰室の長さを短く設定でき;給鉱量が多く、濃度が低い場合、またはスクリーン下水量が多い場合は、跳汰室の長さを長く設定すべきです。

補足説明(専門用語)

  • ダイアフラム(Diaphragm):ジャイゲーターの水流を脈動させるための膜状または板状の部品で、「隔膜」と訳され、機械的な往復運動により水流に周期的な振動を与えます。
  • スクリーンプレート(Screen plate):跳汰室内で物料を支え、重質鉱粒と軽質脈石を分離するための多孔性の板で、「篩板」とも呼ばれます。
  • 脈動水流(みゃくどうすいりゅう):ダイアフラムの運動により周期的に上下する水流で、跳汰選別の核心要素で、床層をばらけさせて鉱粒を比重別に層別する役割を担います。
  • 床層(ゆかそう):スクリーンプレート上に堆積した物料の層で、脈動水流により重質鉱物と軽質脈石に分離される対象となります。

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