Способ сухого разделения твердых материалов

Способ сухого разделения твердых материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CoIo3 Соавтекик

Социалиетичвеких

Фвепубник

<>956054 ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 190680 (21) 2944437/29-03 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 07.09.82. Бюллетень ¹ 33 (51) М.Кл з

В 07 В 4/00

Государственный комитет

СССР по деяам изобретений и открытий (53) УДК 621.928.. 6 (088. 8) Дата опубликования описания 0709.82 (72) Авторы изобретения

П.М.Трухин, В.Ф.Самусев, A.Þ.Ìåëüничув< и В".д:МуаьЫУК (1

Всесоюзный научно-исследовательский и .проектно.— конструкторский угольный институт ЙНИУИ (71) Заявитель (54) СПОСОБ СУХОГО РАЗДЕЛЕНИЯ TBEPPPX NATEPHAJIOB

Изобретение относится к области сухого гравитационного разделения твердых материалов, например угля и породы, и может найти применение в угольиой, горнорудной, металлургической, химической и других отраслях народного хозяйства.

Известен способ сухого разделения материалов, включающий псевдоожижеиие тонкодисперсных сыпучих материалов под действием восходящего воздушного потока с последующим разделением по крупности (1).

Недостатком способа является низкая эффективность разделения исходного материала, кроме того, при разделении требуется постоянная регенерация, что усложняет технологическую схему.

Известен способ сухого разделения материалов, включающий разделение исходного материала по плотности в потоке воздуха, направленного перпендикулярно свободнопадающему материалу (2).

Недостатком такого способа является высокие затраты на проведение, так как для осуществления способа требуется предварительная четкая классификация исходного материала на узкие классы крупности.

Наиболее близким к изобретению

5 по технической сущности и достигаемому результату является способ сухого разделения твердых материалов, включающий подачу исходного материала в зону разделения, пневматическую сепарацию исходного материала с разделением по .крупновти и пневматическую сепарацию каждого класса крупности (3) .

Недостатком этого способа является низкое качество разделения.

Цель изобретения — повышение качества разделения.

Цель достигается тем, что перед подачей исходного материала в зону разделения его разгоняют, пневматическую сепарацию исходного материала производят воздушным потоком, направленным по ходу горизонтальной составляющей скорости предварительного разогнанного исходного материала, а пневматическую сепарацию каждого класса крупности производят воздушным потоком, направленным встречно горизонтальной составляющей скорости, предварительно разогнанного исходного материала, а скорость

956054 где ускорение свободного падения; размер частицы; плотность материала) плотность воздуха. воздушного потока для пневматической сепарации каждого класса определяют иэ соотношения

Ъ .а. у

V=

76 где g — ускорение свободного падения;

a — размер частицы; у - плотность материала;

TA

- плотность воздуха. б

Способ осуществляется следующим образом.

Исходный материал перед подачей в зону разделения разгоняют, затем сепарируют. воздушным потоком, направленным по ходу горизонтальной составляющей скорости предварительно разогнанного исходного материала, материал разделяется на классы крупности, затем каждый класс крупности сепарируют воздушным потоком, направленным встречно горизонтальной составляющей скорости предварительно разогнанного исходного материала, при этом скорость воздушного потока для пневматической сепарации каждого класса определяют из соотношения, приведенного выше.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 — разрез А-A на фиг,1; на фиг.З - разрез Б-Б на

Фиг.1.

- Устройство, в котором осуществля.— ется способ, состоит из конвейера 1,. с которого исходный материал, например уголь, подается в классификатор 2. Классификатор 2 содержит наклонную разгонную шахту З,,в которой материал разгоняется до заданной скорости и подается по направлению потока воздуха, создаваемого вентилятором 4. Короб классификатора 2 в нижней части снабжен ячейками 5 для вывода материала соответствующей крупности. Каждая ячейка 5, в свою очередь, представляет собой разгонную шахту, в которой материал разгоняется и подается встречно потоку воздуха, создаваемому вентиляторами

6. В потоке воздуха материал разделяется на уголь и породу и попадает соответственно через течки на конвейеры 7 и 8. Аналогично выполнены ячейки всех классов. Разница заключается лишь в том, что для каждой крупности материала устанавливается своя скорость воздушного потока, которая определяется из соотношения

Отработанный воздух попадает в канал 9, иэ которого он отсасывается вентилятором 10, причем производительность отсасывающего вентилятора превышает суммарную проиэводитель5 ность всех вентиляторов классификаторов на 5-10%, что обеспечивает разряжение во всех. каналах и камерах классификаторов и исключает выход пыли в окружающую среду.

На всасывающем канале вентилятора

10 установлен циклон-отделитель 11.

Очищенный воздух иэ циклона поступает по каналу 12 в вентиляторы классификаторов. Избыточный (5-10%) очищенный воздух выбрасывается в атмосферу через окно. ,Процесс разделения по крупности осуществляется следующим образом.

Исходный продукт, попав в разгонр0 ную шахту 3, получает начальную скорость в направлении действия воздушного потока, создаваемого вентилятором 4. При этом запасенная кинетическая энергия равных по крупности частиц угла и породы будет неодинакова вследствии разности их плотностей. Частицы породы, обладая большей энергией, будут стремиться в свободном падении пролетать по горизонтали большее расстояние. В поле действия воздушного потока, создаваемого вентилятором 4, на частицы начинают действовать силы динамического напора, пропорциональные эквивалентной площади частицы и квадрату скорости воздушного потока. При этом частицы в процессе падения начинают классифицироваться по крупности; более крупные пройдут по горизонтали от точки ввода в поток меньшее

40 расстояние, а более мелкие пройдут больший путь. Если бы частицами ранее не была запасена кинетическая энергия, то частицы угля, обладая меньшей плотностью, пролетели бы

45 большее расстояние по горизонтали, нежели час.гицы породы той же крупности. С учетом же действия трех факторов: веса частицы, запасенной кинетической энергии и динамического напора потока, частицы угля и породы одинаковой крупности в свободном падении в потоке воздуха пройдут по горизонтали одинаковое расстояние, то есть материал рас сортируется по крупности, причем может быть достигнута любая шкала классификации путем соответствующей установки ячеек 5 ° Ячейки 5 классификатора по плотности представляют собой также разгонную шахту, попав в которую материал всех классов разгоняется до заданной скорости и на выходе шахты подается встречно потоку воздуха, подаваемого вентилятором 6 в ячейки каждого класса.

65 Частицы угля и породы одинаковой

956054 крупности, обладая разной плотностью, под действием дина 4ического напора воздушного пстока в свободном падении будут двигаться по разным траекториям. Более легкие частицы угля пролетят большее расстояние по горизонтали и попадут в течку конвейера 8, над которыя размецены аналогичные течки всех классов . Частицы породы, как более тяжелые, попадут в течку конвейера 7.

Более четкому разделению материала по плотности способствует кинетическая энергия частиц, запасенная в разгонной шахте (ячейках) 5. Частицы породы, обладая большой массой и кинетической энергией, пройдут во встречном потоке воздуха большее расстояние по горизонтали. То есть процесс обогащения осуществляется при.свободном падении частиц под воздействием двух факторов: динамического напора потока воздуха и ,кинетической энергии частиц, движущихся встречно горизонтальному потоку сжатого воздуха. При этом скорость потока воздуха задается соответственно для каждого класса крупности материала из расчета задания одинакового направления равнодействующих сил от динамического напора потока и веса частицы во всех классах.

Задаемся направлением равнодействующей, например 45 к горизонтальНой плоскости. При этом должно выдерживаться следующее соотношение, то есть равенство сил динамического напора и веса материала 1

3 Ч 4.3в

И. = (ь

Отсюда. скорость воздуха

Xq a.yп, V =В где - -коэффициент динамического сопротивления (коэффициент формы)р

ct - размер частицы; у8 — плотность воздуха; ущ- плотность материала .(породы)

Применение способа сухого разделения твердых материалов позволит повысить качество разделения, снизить опасность загрязнения окружающей среды, упростить технологическую схему и снизить капитальные и эксплуатационные затраты.

Формула изобретения

l. Способ сухого разделения

10 твердых материалов, включающий подачу исходного материала в зону разделения, пневматическую сепарацию исходного материала с разделением по крупности и пневматическую сепа15 рацию каждого класса крупности, о тличающийся тем,что,с целью повышения качества разделения, перед подачей исходного материала в зону разделения его разго20 няют, пневматическую сепарацию исходного материала производят воздушным потоком, направленньм по ходу горизонтальной составляющей скорости предварительно разогнанного исход25 ного материала, а пневматическую сепарацию каждого класса крупности производят воздушным потоком, направленным встречно горизонтальной составляющей скорости, предварительно разогнанного исходного материала.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что скорость воздушного потока для пневматической сепарации каждого класса определяют из соотношения

35 т

Ч= 1

16 где — ускорение свободного падения;

40. а — размер частицы; — плотность материала; — плотность воздуха.

О6

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

45 1. Бедрань Н.Г. Обогащение углей.

М., Недра, 1978, с. 84-86.

2. Таггарт A.Ô. справочник по обогащению полезных ископаемых. T.3, M., Металлургиздат, 1952, с. 40150 402.

3. Коваленко В.И. Обогащение неметаллических полезных ископаемых . М., Недра, 1967, с. 216 (прототип).