Сила Архимеда выталкивает легкие частицы (фракция) на поверхность, где они или самотеком, или черпалкой направляются концентрат.

Утонувшие тяжелые частицы (фракция) обычно вращающимся колесом вычерпываются в отходы.

Рис. 2.5. Принцип работы тяжелосредного сепаратора.

Бывают по способу разгрузки породы: колесными, корытными со скребками, спиральными (шнековыми).

Предназначен для обогащения мелкокусковых и крупнозернистых полезных ископаемых. Также как и тяжелосредный сепаратор, процесс разделения происходит под действием силы Архимеда, но добавляется центробежная сила, рис. 2.6, применяемая в основном, для быстрого удаления уже разделенных частиц из аппарата.

Для тяжелосредного гидроциклона используют тот же утяжелитель, что и для тяжелосредного сепаратора, процесс подготовки и восстановления (регенерации) которого, обычно един.

Рис. 2.6. Принцип работы тяжелосредного гидроциклона.

Наклон тяжелосредного гидроциклона (примерно 40o) нужен для облегчения работы силе Архимеда и ускорения всего процесса. Угол наклона гидроциклона подбирается таким образом (рис. 2.7), чтобы обеспечить максимальную площадь линии разграничения плотностей (пунктирная линия на рис 2.6)

Возьмем наполовину наполненную бутылку (рис. 2.7), и поставим ее вертикально (рис. 2.7 слева), зеркало воды будет минимальным, а значит площадь действия силы Архимеда будет минимальной, но тяжелосредный гидроциклон может работать. Если наклоним бутылку слишком сильно (рис. 2.7 справа) то площадь действия силы Архимеда будет максимальной, но тяжелосредный гидроциклон работать не будет, так как это зеркало достигнет входного отверстия.

Рис. 2.7. Выбор угла наклона тяжелосредного гидроциклона.

Поэтому подбирается оптимальный угол наклона (рис. 2.7 центр), при котором не нарушается работа аппарата при максимально возможной площади действия силы Архимеда.

Тяжелосредные гидроциклоны и сепараторы в случае необходимости могут устанавливаться последовательной парой, когда слив первого аппарата направляется в загрузку второго. В данном случае сначала отделяется максимально чистая порода от смеси сростков и лёгких частиц (микст), а уже после микст разделяется на концентрат и промежуточный продукт (промпродукт).

Отсадочная машина (рис. 2.10), по легенде, была придумана случайно при проведении рутинного лабораторного анализа, рис. 2.8.

Это был лабораторный анализ по рассеву угля на ручном решете мокрым способом. При котором небольшая проба насыпается в решето и оно опускается в воду таким образом, чтобы вода покрыла материал, но была ниже бортиков самого решета. Совершая круговые движения кисточкой или рукой, лаборант создает завихрения воды и разрыхление материала, при котором частички размером мельче отверстий решета «тонут» сквозь него. Ошибка легендарного лаборанта заключалась в насыпании слишком большого количества материала, при котором затрудняющие зерна (рис. 1.15) блокируют отверстия ячеек решета.

Рис. 2.8. Расслоение частиц на решете при троекратном погружении.

Однако, если порода и уголь в мокром виде отличаются по цвету, то можно увидеть расслоение по плотности в таких условиях трижды погрузив материал в воду, как на рис. 2.8. Таким образом и был придуман процесс отсадки (мойки) угля.

Для создания разделительной среды в первом поколении отсадочных машин (механических) использовались: восходящий поток воды (подаппаратная вода) и качающееся решето (дека). Во втором поколении дека стала неподвижной и создание разделительной среды достигалось за счет колебания воды по принципу сообщающихся сосудов как показано на рис. 2.9.

Рис. 2.9. Схема создания пульсирующей среды гидравлической отсадочной машины.

В третьем поколении отсадочных машин создание пульсирующего водного потока происходит с помощью воздушных струй, что позволило в два раза уменьшить размеры.

Принцип работы следующий (рис. 2.10): частицы поступают в машину с транспортным потоком воды, где вступают во взаимодействие с водно-воздушно-вибрирующей средой, в которой и происходит разделение по плотности. Легкие частицы «всплывают» и переходят из отделения в отделение через «пороги» (подъёмные пластины) до попадания в сборник концентрата.

Рис. 2.10. Принцип работы гидравлической отсадочной машины.

Тяжелые частицы «тонут» и разгружаются через «постель» (слой самых тяжелых и крупных частиц, на рис. не показан) в случае отсадки с искусственной постелью (для создания искусственной постели применяют обычно полевой шпат) и с помощью вращающегося разгрузчика (напоминает шнек от мясорубки).

Предназначен для крупнозернистых минералов (размером от 1 до 3 мм, неофициально называемых «крупнячёк»), работает аналогично обогатительному желобу, но с добавлением центробежной силы, рис. 2.11.