Лекция. Лекция 4 грав (1). План лекции Теоретические основы процесса гидравлической классификации

• Название: План лекции Теоретические основы процесса гидравлической классификации
• Анкор: Лекция
• Дата: 18.10.2022
• Размер: 189.63 Kb.
• Имя файла: Лекция 4 грав (1).pptx
• Тип: Лекции; #740144

Лекция 4 Аппараты для гидравлической классификации. Классификаторы с механической разгрузкой осадка. Конструкции классификаторов, принцип действия и регулирование.  

План лекции

1.Теоретические основы процесса гидравлической классификации.

2. Гидравлические классификаторы.

• Гидравлическая классификация-процесс разделения смеси минеральных зерен на классы по скоростям падения в воде. В качестве разделительной среды может быть использован воздух, и тогда классификация называется пневматической или воздушной.
• Классификация применяется в основном для разделения материалов по крупности. Но этот процесс возможен лишь при разделении достаточно однородных смесей по плотности и форме слагающих их зерен. Если же компоненты смеси имеют большую разницу в плотностях или их зерна сильно отличаются друг от друга по форме, то при классификации их происходит частично и гравитационное обогащение.

• При гидравлической классификации материал может разделяться на два или несколько классов различной крупности. В результате гидравлической классификации происходит разделение смеси на классы по равнопадаемости. Если разделяемая смесь содержит зерна разной плотности и формы, то при гидравлической классификации в каждом классе будут встречаться зерна разной крупности: мелкие зерна тяжелые и крупные зерна легкие в соответствии с их коэффициентом равнопадаемости (е). В этом важное отличие гидравлической классификации от грохочения.

• Принцип процесса гидравлической классификации основан на изменении траектории движения зерен разделяемого материала под воздействием гравитационных сил, сил сопротивления движению зерен со стороны среды и от соударений с окружающими зернами и инерционных сил.

• В зависимости от направления этих сил гидравли-ческая классификация может осуществляться в вертикальных (восходящих) или горизонтальных потоках воды или потоках, направление которых не совпадает с направлением основных действующих сил.
• Гидравлическая классификация не является собственно обогатительным процессом и относится к подготовительным или вспомогательным процессам. Задача ее - подготовить материал для последующего обогащения таким образом, чтобы само обогащение проходило наиболее эффективно. В качестве подготовительнойоперации она применяется на всех гравитационных обогатительных фабриках перед концентрацией материала на столах, отсадочных машинах, винтовых сепараторах и др.

• Гидравлическая классификация применяется для разделения зерен по граничной крупности более 40 мкм. Обесшламливание проводят по зерну размером от 10-20 до 40-70 мкм. Верхний предел крупности материала, направляемого на классификацию, составляет для руд не более 5-6 мм, для углей 13 мм.

• Аппараты, в которых осуществляется гидравлическая классификация называются классификаторами. В случае воздушной классификации их называют сепараторами.
• При гидравлической классификации разделение материала на классы происходит в условиях условно свободного или стесненного движения зерен.

Теория гидравлической классификации основана на двух основных положениях:

• -скорость обтекания зерна w в гидравлическом классификаторе равна скорости стесненного падения его vст при данном значении разрыхления взвеси (или равна скорости свободного падения зерна при классификации в разбавленных пульпах w = v0);

• -скорость движения частицы относительно неподвижных стенок классифицирующей колонки vабс равна разности между скоростью восходящего потока и и скоростью стесненного падения зерна
• Из этих положений следует, что теоретически все частицы, гидравлическая крупность (конечная скорость падения) которых больше скорости восходящего потока vст > и, должны опуститься на дно и попасть в песковый продукт, а зерна, гидравлическая крупность которых меньше скорости восходящего потока vст < и, должны быть вынесены в сливной продукт.

• На практике такого четкого разделения не достигают: песковые продукты всегда засорены мелкими зернами, а в сливах (в небольшом количестве) присутствуют крупные зерна.
• Причиной расхождения является чрезмерное упрощение, схематизация явлений, происходящих в классификаторе при расслоении.

• Приведенные выше положения справедливы лишь для движения одиночных частиц в установившемся (идеализированном) вертикальном потоке. В действительности классификация - массовый процесс, в котором участвует большое количество частиц. На этот процесс влияют различные случайные возмущающие факторы: турбулентность потока, местные, случайные изменения концентрации зерен в потоке и давления среды, форма и масса частиц, взаимодействие частиц друг с другом и со стенками аппарата, стесненная разгрузка нижнего продукта, непрерывное поступление исходного продукта в зону классификации.

• Таким образом, в понятие эффективности классификации должны входить как количественный параметр - степень извлечения мелкого класса в сливной продукт, так и качественный параметр - состав этого продукта. Отдельно взятые величины извлечения мелочи и качества слива, оцененного по содержанию мелкого или крупного класса, не дают полного представления об эффективности процесса. Эффективность Е определяется разностью между извлечением в слив расчетного класса ε-и извлечением в него же крупного класса ε +:
• Е = ε- - ε +.

• Эффективностьесть выраженное в процентах или долях единицы отношение фактической разницы между извлечением данного класса (компонента) в продукт и выходом этого продукта к теоретически возможной их разнице:
• Е = εм - γм / εмах - γмах,
• Но εмах=1, а γмах=α, т.е равно содержанию класса в исходном продукте.

• Оценка качества продуктов и самого процесса классификации проводится с помощью ситового анализа. При этом вносится некоторая неточность оценки из-за неодинакового влияния формы зерен на поведение их при гидравлической классификации и рассеве на ситах. Однако этим пренебрегают.
• Оценка величины крупности разделения производится либо из графиков гранулометрических характеристик слива и песков, либо из графика извлечения в слив зерен различной крупности.

Принцип действия механических классификаторов

• Все классифицирующие устройства (классификаторы) В. А. Олевский разделяет:
• по принципу действия - на гравитационные и центробежные;
• по способу разгрузки песков (выделение слива осуществляется декантацией) - с механической (принудительной) разгрузкой песков и самотечной.
• Согласно классификации механические классификаторы - это определенный тип гидравлических классификаторов с механической разгрузкой песков. Для краткости за ними утвердилось упрощенное название «механические классификаторы».

• Механические классификаторы состоят из корыта с гребковым механизмом, выполняемым либо в виде медленно вращающегося шнека (спирали), либо в виде рамы с поперечными рейками, которая совершает возвратно-поступательное движение, либо в виде бесконечной гребковой ленты со скребками или перфорированными черпаками.
• Механические классификаторы в зависимости от формы корыта или вида устройства для транспортирования песков подразделяются на реечные, дражные, спиральные, чашевые и др.
• Реечные и чашевые классификаторы устарели и на обогатительных фабриках встречаются весьма редко.

• Таким образом, при перемещении материала к сливному порогу в нем изменяются гранулометрический состав и объемное содержание зерен благодаря выпадению крупных зерен на дно. Это приводит к постепенному увеличению конечных скоростей падения зерен, создавая условия лучшей очистки слива.

Конструкции спиральных классификаторов

• Спиральный классификатор представляет собой наклонное полуцилиндрическое корыто, установленное на металлической раме, в котором размещаются один или два полых вала с насаженными на них спиралями. Спирали изготовлены из стальных полоc; шириной от 0,1 до 0,4 диаметра спирали и имеют ход (шаг) до 0,5 диаметра. Внешняя часть спирали футеруется (для предохранения от износа) пластинами из отбеленного чугуна или высокопрочных сплавов. Вал вместе со спиралью укреплен в подшипниках. Нижний подшипник вала работает в пульпе и поэтому должен быть хорошо защищен от попадания в него зерен песка; верхний подшип­ник вала закрепляется в цапфах упорного подшипника, что позволяет поднимать нижний конец вала со спиралью, не нарушая зацепления. Вал со спиралью вращается медленно.

• Привод вала расположен в верхней части корыта. В нижней же части корыта на металлической раме установлено подъемное устройство, позволяющее поднимать (и опускать) спираль. Это необходимо не только для ремонта спиралей, но также и при длительных остановках классификатора, чтобы предотвратить заиливания постоянного по крупности слива (при неизменных производительности и вещественном составе руды) подача воды поддерживается постоянной. Разжижение пульпы (до определенного предела) приводит к увеличению скоростей осаждения зерен в классификаторе и поэтому слив получают более мелким. Наоборот, в плотной густой пульпе осаждение зерен медленное, сливы получаются крупными, а пески засоренными.

• Чрезмерная подача воды в классификатор также может привести к загрублению слива из-за высоких скоростей восходящих и транспортных потоков. Обычно! (для кварцевых руд) при получении слива крупностью — 0,15 мм поддерживают содержание твердого в сливе на уровне 20-25% твердого, а при получении слива крупностью - 0,074 мм - 15% твердого. Получение мелких сливов в спиральных классификаторax обеспечивается при высоком разжижении их.
• Приближенно зависимость между содержанием твердого в сливе и его крупностью для классификаторов КСН, по В. А. Олевскому, может быть определена из уравнения
• Т≈ 48,3 - 0,35β74 ,
• где Т - содержание твердого в сливе, %;
• β74 - содержание в сливе класса - 0,074 мм, %.

• Нарушение процесса измельчения при работе в замкнутом цикле приводит к нестабильной работе классификатора. Регулирование крупности слива с помощью воды в этом случае невозможно (необходимо регулировать работу мельницы). Классификацию руд с большим содержанием тяжелых минералов (сульфидов) осуществляют при более низких порогах и с большими расходами воды.
• В среднем эффективность классификации в спиральных классификаторах составляет 35-65%.

Гидравлические классификаторы. Принцип работы и конструкции классификаторов

• Наиболее простыми гидравлическими классификаторами являются классифицирующие конусы (конусные классификаторы), отстойники различной конструкции (пирамидальные, призматические и др.) одно- или многосекционные. Общим для всех конструкций является наличие горизонтального потока пульпы. Эти аппараты отстойного типа применяются для обезвоживания или обесшламливания зернистых материалов. Как классифицирующие аппараты, вследствие низкой эффективности они утратили свое значение. для выполнения условий выпадения зерна из горизонтального потока в пески необходимо выполнение следующего условия:

Принцип действия гидравлических классификаторов с горизонтальным потоком: где l - отстойник; 2-питание; 3-слив; 4-пески.

Исходный материал

• где l - характерный размер классификатора;
• и-— горизонтальная скорость потока;
• h - перепад высот в уровнях питания и разгрузки;
• v0 - скорость cвободного падения зерна;
• w - вертикальная составляющая скорости турбулентного потока.

• В практике работ гравитационных обогатительных фабрик из этого типа классификаторов наиболее распространены автоматические конусы: конусный классификатор песковый (ККП) и конусный классификатор шламовый (ККШ). Песковые конусы применяют для классификации зернистого материала - 2 (3) мм при крупности разделения более 0,15 мм. Шламовые конусы используют для классификации более тонко­зернистых материалов (менее 1 мм) при крупности разделения менее 0,15 мм.

• БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!