Классификаторы

Классификатор – аппарат для разделения исходного материала на два и более класса по крупности без применения просеивающей поверхности. Осуществляемый процесс разделения основан на различии скоростей стесненного падения крупных и мелких частиц, взвешенных в покоящейся или движущейся среде. В классифика­торе пульпа разделяется на два или не­сколько продуктов (фракций) различной крупности. При разделении на два продукта более крупный продукт носит название песковой фракции, сокращенно - песков, а более мелкий называется сливом. Раз­деление на три и более продукта (фракции) производится в многопродуктовых классификаторах.

По принципу действия классификаторы делятся на гравитационные, разделение в которых происходит под действием гравитационных сил (пирамидальные, конические, элеваторные скребковые), и центробежные, разделение частиц которых происходит с использованием действия центробежных сил (гидроциклоны, дуговые грохоты).

В зависимости от конструктивного типа классификатора движение пульпы (или добавляемой воды) может быть направленным по вертикали, по горизонтали, по оси классификатора или по пространственной спирали.

Гравитационный гидравлический классификатор – классификатор, в котором исходный материал разделяется по крупности в цилиндрической, конической или пирамидальной емкости методом отстаивания.

Гидравлические камерные классификаторы широко приме­няются для подготовительной классификации материала перед гравитационным обогащением (например, концентрацией на столах). Классификаторы состоят из четырех, шести или восьми камер в каждой из которых поддерживается различная ско­рость восходящего потока, что позволяет получать несколько классов по равнопадаемости.

Гидравлический камерный классификатор (рис. 4.5) состоит из четырех камер (спигот) 1, увеличивающихся в размере от места загрузки исходного материала к сливному порогу 5. Нижняя часть каждой камеры состоит из цилиндрической зо­ны 8. переходящей в усеченный конус 9, классификационной трубы 10 и водонапорной трубы 11, подсоединенной к водопро­водной сети, и приемника 12 для выгрузки осевшего материала, который разгружается через отверстие, периодически открывающееся при помощи шарикового клапана 13.

Шариковый клапан закреплен на стержне 14, проходящем внутри полого вертикального вала 6. При вращении приводно­го вала 3 от привода 4 стержни с клапанами при помощи ку­лачковых механизмов, расположенных в каждом червячном редукторе 2, периодически поднимаются, открывая разгрузоч­ные отверстия. Периодичность открывания разгрузочных отвер­стий камер различная - более часто они открываются у ка­мер крупного класса и менее часто у камер мелкого класса.

На нижнем конце вертикального полого вала 6 закреплены мешалки 7, которые разрыхляют материал и предотвращают его оседание в камере. Вертикальный вал с мешалками приво­дится во вращение от горизонтального вала 3. Частота враще­ния вертикального вала 1,2 мин^-1.

Скорость восходящего потока в каждой камере классифика­тора регулируется изменением расхода подаваемой под давле­нием воды. Регулировка осуществляется при помощи вентиля с цифровым указателем, установленного в месте соединения водонапорной трубы 11 с водопроводной сетью.

Вода подается в нагнетательную трубу тангенциально, в ре­зультате чего создается вращающийся восходящий поток, вы­носящий мелочь из осевшего материала вверх. Тем самым сни­жается степень загрязнения оседающих зерен мелкими части­цами.

Изменением скорости восходящего потока регулируется крупность материала, разгружаемого из каждой камеры. Раз­грузка осевшего материала из приемника 12 производится непрерывно.

Исходная пульпа подается в узкий конец ванны классификатора и образует горизонтальный поток, сливающийся через порог с широкой стороны ванны. В верхней части ванны про­исходит классификация материала по крупности в горизонталь­ном водном потоке, скорость которого уменьшается по мере увеличения ширины ванны от загрузочного торца к разгрузочному. В соответствии со снижением скорости горизонтального потока размер осаждаемых зерен уменьшается. Осаждающийся материал поступает в пирамидальные камеры, где непрерывно разрыхляется вращающимися мешалками и подвергается воздействию восходящих водных потоков, создаваемых дополнительно подаваемой водой. Получаемые в каждом отсеке отмытые песковые фракции порциями равномерно выгружаются через конические насадки, а тонкие зерна уходят в слив.

Четырехсекционный классификатор высотой 2 м и площадью зеркала 3 м² имеет производительность до 25 т/ч.

Промышленностью выпускаются гидравлические камерные классификаторы нескольких типоразмеров: КГ- 4, КГ- 6, КГ- 8. Они имеют соответственно 4, 6, 8 камер. Ширина камер (в плане) увеличивается от места загрузки материала к сливному порогу.

Длина камерных классификаторов в зависимости от типоразмера составляет от 3,7 до 7,4 м, высота - от 2,8 до 4,2 м. Производительность на материале крупностью менее 2 мм колеблется от 15 до 25 т/ч при расходе воды 30 - 160 л/мин.

Достоинства камерных гидравлических классификаторов - автоматическая разгрузка осевшего материала при помощи механически поднимающегося стержня с шариковым клапаном; возможность регулировки классификации.

Механический спиральный классификатор (рис. 4.6) состоит из наклонного корыта 1, в котором помещены один или два вращающихся вала 2 с насаженными на них спиралями 3.

Разделение осуществляется в горизонтальном потоке на крупную фракцию - пески и на мелкую – слив.

Рис. 4.6. Механический спиральный классификатор:

1 – корыто; 2 – валы; 3 – спирали; 4 – разгрузочноеотверстие для песков; 5 – сливной порог.

Исходный материал поступает в нижнюю часть классифика­тора через приемный карман в боковой стенке корыта ниже зеркала находящейся в нем пульпы. Крупные частицы (пески) оседают на дно корыта и вращающейся спиралью перемещают­ся в верхнюю часть классификатора к разгрузочному отвер­стию 4. Тонкие частицы в виде пульпы переливаются через сливной порог 5.

Спиральные классификаторы характеризуются простотой устройства и обслуживания, надежностью в работе, высокой производительностью.

Равномерное и спокойное вращение спиралей обеспечивает хорошие условия для классификации материала и выдачи чистого слива повышенной плотности.

Производительность спиральных классификаторов определяется по двум продуктам: сливу и пескам.

Производительность по сливу (т/сут) можно определить по следующим эмпирическим формулам:

для классификаторов с высоким порогом

Q = mk₁ k₂(94D² — 16D); (4.11)

для классификаторов с погруженной спиралью

Q = mk₁ k₂(75D² — 10D), (4.12)

где т - число спиралей классификатора; k₁ - коэффициент, зависящий от крупности слива (для классификаторов с высо­ким порогом k₁ = 0,46 - 1,95, с погруженной спиралью k₁ = 0,36 - 2,9); k₂ - коэффициент, зависящий от плотности слива (k₂ = 1,9 - 1); D - диаметр спирали, м.

Производительность по пескам (т/сут) определяется по формуле

Q = 135m k₂D³n; (4.13)

где п - частота вращения спирали, мин^-1.

Заводами выпускаются спиральные классификаторы со спи­ралью диаметром от 0,3 до 3 м и длиной корыта от 2,9 до 15.1 м.

Гидроциклоны – аппараты для гидравлической классификации тонкоизмельченных материалов в центробежном поле, создаваемом в результате вращения пульпы.

Гидроциклон (рис. 4.7) представляет собой аппарат, состоя­щий из цилиндрической 4 и конической 5 частей. Внутренняя поверхность аппарата защищена от истирания абразивными частицами футеровкой из каменного (диабазового) литья полиуретана или резины.

Цилиндрическая часть закрыта сверху крышкой 2, имеющей центральное отверстие, к фланцам которого болтами крепится сливной патрубок 3. Снизу к конической части гидроциклона также болтами крепится песковая коническая насадка 6. Цилиндрическая часть гидроциклона имеет патрубок 1 по которому под давлением подается исходный материал. Давление пульпы на входе в гидроциклон контролируется манометром. Исходная пульпа поступает в гидроциклон (рис. 4.7) под давлением через питающий патрубок 1. Так как питающий патрубок расположен по касательной к цилиндрической части 4 корпуса, пульпа получает вращательное движение. Наиболее тяжелые и крупные частицы под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам аппарата и нисходящим спиральным потоком движутся вниз к разгрузочной насадке 6 для песков. Мелкие же частицы вместе с водой образуют внутренний поток, который поднимается вверх и выносится через сливной патрубок 3.

Производительность гидроциклонов и эффективность разде­ления материала зависят от многих факторов, главные из ко­торых - давление пульпы на входе в гидроциклон; внутренние размеры сечений питающего патрубка, сливной и песковой насадок; диаметр цилиндрической части и угол конусности гидроциклона; плотность пульпы, подаваемой в гидроциклон; характеристика разделяемого материала.

С увеличением диаметра гидроциклона увеличивается его объемная производительность. Однако следует учитывать, что чём меньше крупность питания, тем меньше должен быть диаметр гидроциклона.

С увеличением размера питающего патрубка пропорционально увеличивается объемная производительность гидроциклона. Однако при увеличении объемной производительности в слив уносятся более крупные частицы.

С увеличением диаметра выпускной (песковой) насадки умень­шается выход слива, увеличивается объем сгущенного продукта, снижается содержание в нем твердого, увеличивается унос тон­ких частиц через нижнюю насадку.

Давление на входе в гидроциклон влияет на производитель­ность и качество разделения. Для получения тонких сливов дав­ление должно быть не менее 150 - 200 кПа. При давлении 30 - 50 кПа крупность частиц в сливе значительно возрастает.

Гидроциклоны для классификации и сгущения отличаются ма­лым углом конусности, равным 10 - 20°, удлиненной конусной частью и укороченным сливным патрубком.

Основные технологические параметры при классификации и сгущении: -содержание твердого в питании 10 – 20 %; минимальная крупность разделения 0,01 мм; давление питания до 0,4 МПа.

Содержание твердого в сгущенном крупнозернистом продукте гидроциклонов можно получить в широких пределах - от 300 до 900 г/л.

Производительность W, м³/ч, гидроциклона по исходной пульпе определяют по формуле

W=30d_пd_c , (4.14)

где d_п - диаметр питающего патрубка, м; d_c - диаметр сливной насадки, м; Н - давление пульпы на входе, Па.

Граничную крупность d_ч, м, классификации в гидроциклоне определяют по формуле

, (4.15)

где d_п -диаметр нижней (песковой) насадки, м; D -диаметр гидроциклона, м;

Т_п = 100/(р + 1) - содержание твердого в питании, %; р = Ж : Т- соотношение жидкого к твердому в питании; d и D - плотность соответственно частиц и воды, т/м³.

В практике обогащения гидроциклоны применяются для разделения измельченных материалов на слив и пески, для обесшламливания и обезвоживания продуктов, а также для обогащения руд некоторых типов.

Для получения тонкого слива при сравнительно высокой производительности применяют батареи гидроциклонов малого диаметра. Батареи компонуются либо из отдельных гидроциклонов, либо имеют специальную конструкцию блочного типа.

Дата добавления: 2014-11-01; просмотров: 767; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!