Отсадка
Отса́дка, способ гравитационного обогащения полезных ископаемых, основанный на разделении минеральных частиц различной формы, крупности и плотности под действием вертикального пульсирующего потока воды или сжатого воздуха.
Отсадка – наиболее экономичный способ обогащения; широко применяется для обогащения песков россыпных месторождений крупностью 0,1–30 мм, углей и руд – 0,5–250 мм, а также крупновкрапленных руд чёрных и цветных металлов и других полезных ископаемых, не требующих тонкого измельчения. В технологических схемах обогатительных фабрик отсадка является основным способом обогащения или применяется в сочетании с другими способами (обогащением на концентрационных столах, магнитной сепарацией, флотацией и др.).
Производится в отсадочных машинах. Конечные продукты отсадки – концентрат с высоким содержанием полезного компонента и отходы (иногда промежуточный продукт, состоящий из сростков или механической смеси полезного компонента и пустой породы). При отсадке слой минеральной смеси (полезное ископаемое, находящееся на решете отсадочной машины, т. н. отсадочная постель) под действием пульсаций периодически разрыхляется и уплотняется. В результате происходит расслоение минералов, преимущественно по плотности частиц (верхние слои с малой плотностью, нижние – с большой плотностью). В основе процесса отсадки лежат закономерности движения отдельных частиц в жидкости в свободных и стеснённых условиях, а также энергетические и массово-статистические закономерности расслоения смеси частиц разной плотности.
Отсадочные машины имеют одну или несколько отсадочных камер с решёткой, а также устройства для сообщения колебаний разделяющей среде и для удаления продуктов отсадки. По способу возбуждения колебаний отсадочные машины бывают поршневые, диафрагмовые, беспоршневые (с пневматическим пульсатором) и с подвижным решетом (вертикальные колебания сообщаются решётке с отсадочной постелью). В зависимости от крупности и плотности частиц разделяемой смеси частота пульсаций от 35 в минуту для крупных частиц невысокой плотности (например, для углей) до 500–800 в минуту для мелкодисперсных смесей (например, для песков россыпных месторождений). Амплитуда пульсаций 2–20 мм при высокой частоте и 60–120 мм при низкой частоте. Производительность отсадочных машин от 10 до 800 т/ч. Для разделения мелких материалов на решётку помещают т. н. искусственную постоянную постель, состоящую из однородных по крупности частиц (крупнее разделяемого материала) специально подобранных тяжёлых минералов (магнетит, полевой шпат) или стальной дроби. В этом случае тяжёлый продукт, проходя сквозь постель и отверстия решётки, разгружается в нижней части отсадочной камеры.
Теоретические основы отсадки заложены австрийским учёным П. Р. фон Риттингером (1867), который вывел формулу (названа его именем), позволяющую определить конечную скорость падения минеральной частицы в воде в зависимости от крупности частицы и плотности минерала. Принцип равнопадаемости, вытекающий из его теории, требовал разделения исходного сырья на узкие классы крупности (что усложняло технологию отсадки). В работах венгерского учёного Й. Финкея (1924) и российского учёного П. В. Лященко (1935), посвящённых падению частиц в стеснённых условиях, показана возможность обогащения материала в более широком диапазоне крупности. В 1950 г. Ф. Майер (ФРГ) выдвинул теорию отсадки, в которой рассматривается не перемещение отдельной частицы, а расслоение всей отсадочной постели, стремящейся к минимуму потенциальной энергии. Отечественные учёные Н. Н. Виноградов и Э. Э. Рафалес-Ламарк (1960-е гг.) рассматривали отсадку как массовый процесс, в котором действуют не только строго детерминированные, но и случайные факторы.
Отсадочные машины с подвижным решетом были известны ещё в 16 в. Первые поршневые отсадочные машины с механическим приводом поршня появились в Великобритании и Венгрии в 1830-х гг.; в 1840–1860-х гг. применялись в Германии при переработке свинцовых и серебряных руд бассейна Гарц. В 1892 г. Ф. Баум (Германия) изобрёл беспоршневую пневматическую отсадочную машину с возбуждением пульсаций воды сжатым воздухом. В 20 в. наибольшее распространение получили отсадочные машины диафрагмовые высокочастотные (например, для обогащения мелких рудных материалов) и низкочастотные беспоршневые с пневматическим приводом (для обогащения угля).