Гидроциклон для классификации и обогащения полезных ископаемых

Гидроциклон для классификации и обогащения полезных ископаемых

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых. Цель - повышение эффективности разделения за счет перечистки пристенного слоя пульпы. Корпус (К) гидроциклона выполнен из цилиндрической части 2 и установленной под ней биконической части из двух соединенных большими основаниями усеченных конусов 3 и 4. Тангенциально части 2 К 1 расположен питающий патрубок (П) 5. Соосно К 1 установлены сливной П 6 и песковая насадка 7. В верхней части К 1 расположена крышка 8. На внутренней поверхности конусов 3 и 4 попарно диаметрально противоположно установлены направляющие пластины (НП) 9. Внутренние кромки 10 НП Г выполнены поконической поверхности, направленной вершиной в сторону насадки 7 Исходная пульпа подается под давлением через П 5 в часть 2 К 1 и приобретает в К 1 вращательное движение по винтовой линии сверху вниз к насадке 7. Под действием центробежных сил происходит перераспределение частиц по толщине споя - наиболее крупные (плотные ) частицы находятся у стенок К 1 При движении по поверхности конусов 3 и 4 тяжелая фракция уплотняется и движется по каналам между НП 9 вниз. Внутренние кромки НП 9 послойно срезают периферийную часть вращающегося потока, образуя локальные турбулентные вихри между кромками НП 9. При этом происходит перечистка граничного слоя и легкие частицы оадиальными потоками транспортируются в восходящий поток Пески, двигаясь между НП 9 вниз, разгружаются через насадку 7. Мелкие (легкие) частицы восходящим потоком выносятся в П 6. Предпочтительно расположение заборного конца П 6 в зоне сопряжения конусов 3, 4 3 ил О ел (Л ел VI ел tpuff

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s В 03 В 5/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ )-. .1i i ./E (21) 4721330/03 (22) 15,06.89 (46) 15.06.91. Бюл. ¹ 22 (71) Научно-технический кооператив "Изобретатель" (72) Н;Г. Бедрань, В.И. Кривощеков и Я.С. Гольдберг (53) 621.928.37(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 969326, кл. В 04 С 11/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 776637, кл. В 03 В 5/34, 1978. (54) ГИДРОЦИКЛОН ДЛЯ КЛАССИФИКАЦИИ

И ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (57) Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых. Цель — повышение эффективности разделения за счет перечистки пристенного слоя пульпы. Корпус (К) гидроциклона выполнен из цилиндрической части 2 и установленной под ней биконической части из двух соединенных большими основаниями усеченных конусов 3 и 4. Тангенциально части 2 К 1 расположен питающий патрубок (П) 5. Соосно К 1 установлены сливной П 6 и песковая насадка 7, B верхней части К 1 расположена крышка 8. На внутренней поверхности конусов 3 и 4 попарно

„„. Ж„„1655575 А1 диаметрально противоположно установлены направляющие пластины (НП) 9, Внутренние кромки 10 НП 9 выполнены по. конической поверхности, направленной вершиной в сторону насадки 7. Исходная пульпа подается под давлением через П 5 в часть 2 К 1 и приобретает в К 1 вращательное движение по винтовой линии сверху вниз к насадке 7. Под действием центробежных сил происходит перераспределение частиц по толщине слоя — наиболее крупные (плотные) частицы находятся у стенок К 1. При движении по поверхности конусов 3 и 4 тяжелая фракция уплотняется и движется по каналам между Hfl 9 вниз. Внутренние кромки НП 9 послойно срезают периферийную часть вращающегося потока. образуя локальные турбулентные вихри между кромками НП 9. При этом происходит перечистка граничного слоя и легкие частицы радиальМ. ными потоками транспортируются в восходящий поток. Пески, двигаясь между НП 9 вниз, разгружаются через насадку 7. Мелкие (легкие) частицы восходящим потоком выносятся в П 6. Предпочтительно расположение заборного конца П 6 в зоне сопряжения конусов 3, 4, 3 ил.

1655575

25

50

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для классификации зернистых материалов по крупности, сгущения шламов, обогащения по плотности минеральных частиц в водной среде в рудоуглеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса разделения за счет перечистки пристенного слоя пульпы, На фиг, 1 схематично представлен предлагаемый гидроциклон; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — схема формирования потока пульпы в конической части корпуса гидроциклона, Гидроциклон включает корпус 1, выполненный из цилиндрической части 2 и установленной под ней биконической части из двух соединенных большими основаниями усеченных конусов 3 и 4, Тангенциально цилиндрической части корпуса 1 расположен питающий патрубок 5, соосно корпусу 1 установлены сливной патрубок 6 и песковая насадка 7, В верхней части корпуса 1 расположена крышка 8. На внутренней поверхности усеченных конусов 3 и 4 попарно диаметрально противоположно установлены направляющие пластины 9, Внутренние кромки 10 направляющих пластин 9 распо ложены по конической поверхности, направленной вершиной в сторону песковой насадки 7.

Гидроциклон работает следующим образом.

Исходная пульпа через тангенциально установленный питающий патрубок 5 под давлением подается в цилиндрическую часть 2 корпуса 1 гидроциклона и приобретает в нем вращательное движение по винтовой линии сверху вниз к песковой насадке 7.

Под действием центробежной силы и благодаря различию скоростей движения разделяемых минеральных частиц относительно жидкой среды происходит их перегруппирование по крупности (или плотности) таким образом, что их крупность (или плотность) уменьшается в направлении к оси гидроциклона.

Наличие расширяюще-суживающей рабочей зоны гидроциклона улучшает условия последующего разделения минеральных частиц и расслоения вращающегося потока пульпы. Этому способствует то, что в верхнем усеченном конусе 3 радиальная составляющая скорости потока направлена от оси гидроциклона, благодаря чему ограничена воэможность попадания крупных частиц Во внутренний приосевой поток, который через сливной патрубок 6 выводится из гидроциклона, образуя слив последнего, содержащий только мелкие (легкие) частицы.

Таким образом, в верхнем конусе 3 вращающийся поток способствует перемещению преимущественно крупных (тяжелых) частиц к периферийной стенке гидроциклона за счет центробежных сил. В нижнем усеченном конусе 4 радиальная составляющая скорости потока направлена к оси гидроциклона и в зоне изменения ее направления по границе сопряжений конусов происходит плавный переход по концентрации твердой фазы в пульпе, который является запорной зоной для проникновения в нее мелких частиц, Плавный переход по концентрации (без резкого скачка} обусловлен и обеспечен наличием направляющих пластин 9, которые в зоне сопряжения оснований усеченных конусов 3 и 4 устраняют циркуляционный поток пульпы в виде тора, разбивая его на отдельные нисходящие пристенные потоки

Потоки имеют прямолинейные канальные участки,.где происходит плавное затухание их поперечных циркуляцией и пульсаций скоростей.

В результате происходит новое формирование кинематической структуры потока в конической части гидроциклона: основной вращающийся поток, имеющий периферийную границу на внутренних кромках 10 направляющих пластин 9, нисходящие пристенные индивидуально стабилизированные потоки, разделенные пластинами 9 и по оси гидроциклона, как и в обычных гидроциклонах, внутренний приосевой поток, имеющий так называемый "воздушный столб".

Каждый из сформированных потоков пульпы в данном гидроциклоне имеет определенное функциональное назначение.

Перечистка пристенного слоя пульпы происходит при непосредственном взаимодействии основного вращающегося потока пульпы с внутренними кромками 10 пластин

9. По мере продвижения по винтовой линии в направлении песковой насадки 7 периферийный слой основного вращающегося потока срезается пластинами 9, а поскольку они выполнены в виде образующих конуса, направленного вершиной вниз, то срезание потока осуществляется послойно и последовательноо.

Срываясь с внутренней кромки 1Î пластины 9 основной вращающийся поток образует вихревую зону 1, в которой нерасслоившийся пристенный слой пульпы подвергается перечистке путем механического воздействия турбулентных струй и

1655575

55 пульсаций жидкой фазы. Благодаря тому, что крупные (тяжелые) частицы меньше подвержены влиянию этих струй и пульсации за счет своей инерционной массы и направленного воздействия на них центробежных сил они попадают в пространство между пластинами 9 и прижимаются к внутренней поверхности конусов 3 и 4, транспортируясь по ней к песковой насадке 7.

Мелкие (легкие) частицы из нерасслоившегося прис енного слоя пульпы вымываются турбулентными струями и пульсациями жидкой фазы во вращающийся поток пульпы и поскольку радиальная составляющая скорости потока в нижнем конусе 4 направлена к оси гидроциклона, то мелкие частицы перемещаются во внутренний приосевой поток и через сливной патрубок 6 выводятся из гидроциклона.

Размещение заборного конца сливного патрубка 6 в зоне соединения конусов 3 и 4 предпочтительно, так как в верхнем усеченном конусе 3 радиальная составляющая скорости потока направлена от оси, а в нижнем конусе 4 к оси гидроциклона, что ограничивает перемещение крупных частиц s этой зоне в сторону заборного конца сливного патрубка 6.

Нисходящие пристенные индивидуально стабилизированные потоки, изолированные друг от друга пластинами 9, по мере продвижения в прямоточной зоне межпластиночных каналов вниз к песковой насадке

7 уплотняются до максимальной концентрации в них твердой фазы. Это происходит эа счет постепенного уменьшения расстояния между пластинами 9 и усиления воздействиям центробежных сил основного вращающегося потока, "Выжимание" жидкой фазы сопровождается вытеснением и выносом легких (мелких) частиц из концентрированного слоя II пульпы межпластиночных каналов через разрыхленный слой lit в вихревую зону 1, из которой они вымываются турбулентными струями и пульсациями жидкой фазы во вращающийся поток и далее перемещаются в радиальном направлении к спивному патрубку 6.

Между вихревой зоной потока и концентрированным слоем II пульпы в межпластинчатых каналах осуществляется разрыхление минеральных частиц (эа счет разности скоростей пульпы по высоте в канале и концентрации в ней твердой фазы), способствующее взвешиванию частиц в потоке и сепарации по крупности и плотности.

По мере приближения к песковой насадке 7 высота пластин 9 плавно уменьшается до нуля. обеспечивая полное и плавное соединение уплотненных концентрированных пристенных потоков с вращающимся потоком, При этом толщина вихревой зоны ! потока и слоя разрыхления Itl постепенно уменьшается с увеличением толщины концентрированного слоя II пульпы, образуя

"естественный утяжеленный слой" из частиц промежуточной плотности и сростков, которые находятся во взвешенном состоянии. Скопление этих частиц в нижней зоне нижнего конуса 4 повышает плотность среды, вследствие чего улучшается процесс разделения. Последнее достигается эа счет разницы плотностей среды и минеральных частиц. а также наличия значительной разницы в скоростях движения мелких (легких) и крупных (тяжелых) частиц.

Мелкие (легкие) частицы, не способные преодолеть сопротивление радиального потока пульпы, уносятся этим потоком во внутренний приосевой восходящий поток и выводятся из гидроциклона через сливной патрубок б.

Оставшаяся часть пульпы, содержащая преимущественно крупные (тяжелые) частицы с максимальной их концентрацией в пульпе. направляется к вершине нижнего конуса 4 и разгоужается через песковую насадку 7. образуя песковый продукт (пески).

Формула изобретения

Гидроциклон для классификации и обогащения полезных ископаемых, включающий корпус, выполненный из цилиндрической части и установленной под ней биконической части иэ двух соединенных большими основаниями усеченных конусов, расположенный тангенциально цилиндрической части корпуса питающий патрубок, установленные соосна в корпусом сливной патрубок, песковую насадку и крышку, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса разделения за счет перечистки пристенного слоя пульпы, он снабжен установленными в вертикальной плоскости на внутренней поверхности усеченных конусов попарно диаметрально противоположно направляющими пластинами, при этом внутренние кромки направляющих пластик расположены по конической поверхности, направленной вершиной в сторону песковой насадки.

Составитель В. Митянин

Редактор Ю. Середа Техред М,Моргентал Корректор T. Палий

Заказ 2012 Тираж 343 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101