Редуктор; 2 - привод вала; 3 - корпус; 4 - клапан; классифицирующее устройство; 6 - мешалка; 7 – перегородка

Многокамерные гидравлические классификаторы выпуска­ются двух типоразмеров: КГ-4Р и КГ-6Р. Число классификаторов выбирают исходя из требуемой производительности с учетом цирку­ляционной нагрузки, которая достигает 1 00 % при работе аппарата в замкнутом цикле со стрежневой мельницей.

Механические классификаторыработают по принципу раз­деления исходного продукта в горизонтальном потоке под действием силы тяжести на крупную фракцию - пески и мелкую - слив.

В зависимости от конструкции разгрузочных устройств раз­личают механические классификаторы: реечные, спиральные и чашевые.

В практике обогащения применяются только спиральные классификаторы.

Спиральный классификатор (рис.31) состоит из наклонной полуцилиндрической ванны, в которой помещены один или два вра­щающихся вала с насаженными на них спиралями.

Спирали изготовлены из стальных полос, образующих двухзаходную винтовую ленту. Для предохранения от износа спираль футеруется пластинами из отбеленного чугуна, легированной стали или высокопрочных сплавов.

Верхняя цапфа вала шарнирно укреплена в упорных подшип­никах, что позволяет поднимать нижнюю часть спирали без нарушения сцепления конических зубчатых колёс. Это необходимо в случае внезапной остановки классификатора во избежание заиливания спи­рали оседающими песками, а также для ремонта.

Спиральные классификаторы выпускаются с одной или дву­мя спиралями и характеризуются диаметром спирали и длиной ван­ны. Направление вращения валов у двухспиральных классификато­ров должно быть таким, чтобы пески отгребались каждой спиралью к боковой стенке ванны. Привод вала спирали расположен в верхней части ванны.

Рис.31. Спиральный классификатор

1 - корыто; 2 - вал; 3 — спирали; 4 - питающий желоб;

5 - сливной желоб; 6 - привод; 7 - подъемное устройство

По расположению вала в ванне различают спиральные клас­сификаторы с непогруженной спиральюи с погруженной спиралью. В первом случае верхняя половина витка спирали выступает над зер­калом пульпы, во втором - участок спирали, находящийся вблизи сливного порога, целиком погружен в пульпу.

Классификаторы с непогруженной спиралью применяют для получения грубого слива, крупнее 0,15 мм, в первой стадии измель­чения; классификаторы с погруженной спиралью - для получения тонкого слива, мельче 0,15 мм, или 65 % и более класса крупностыо-0,074 мм. Они имеют высокую производительность по сливу и их устанавливают во второй стадии измельчения.

Основными параметрами, определяющими технологические показатели работы спирального классификатора, помимо диаметра спирали и длины ванны, являются угол его наклона, высота сливного порога и частота вращения спирали. Все эти факторы влияют на крупность слива. На практике основным технологическим фактором, с помощью которого легко и достаточно быстро регулируют круп­ность слива, является разжижение пульпы, т.е. отношение жидкого к твёрдому. Изменяют плотность пульпы путём регулирования пода­чи воды в классификатор. В плотной пульпе осаждение зерен мед­ленное, слив получается крупным, а пески засоренными мелкими классами. И наоборот, разжижение пульпы (до определённого преде­ла) приводит к увеличению скорости осаждения зёрен и поэтому слив получается более тонкий. В сливе можно получить до 30...40 % твердого , в песках - 75...80 % твердого.

Механические классификаторы в связи со своей громоздко­стью, низкой производительностью и эффективностью (35. .,60 %) заменяются, на более производительные аппараты - гидроциклоны (классификация идёт в центробежном поле).

Гидроциклоны

Классификация в гидроциклонах происходит в центробежном поле в результате вращения пульпы (рис. 32).

Рис. 32. Гидроциклон:

1 - корпус; 2 - сливной патрубок; 3 - питающая насадка; 4 - песковая насадка; 5 - футеровка

Гидроциклон состоит из цилиндрической и конической час­тей. Цилиндрическая часть имеет патрубок для питания исходным материалом, поступающим под давлением по касательной к внут­ренней поверхности корпуса. Это отверстие для патрубка располага­ется таким образом, чтобы входящая струя пульпы получала враще­ние. Цилиндрическая часть патрубка сверху закрыта и имеет входное отверстие. В вершине конической части находится разгрузочное от­верстие для песков (песковая насадка). Внутренняя поверхность гид­роциклона футеруется резиной, карбидокремнием или полиуретаном, или каменным литьем для предотвращения абразивного износа кор­пуса. Вставка питающего патрубка, сливной патрубок и песковая на­садка выполняются съёмными. Корпус аппарата литой (чугунный) или сварной (из листовой стали).

Исходная пульпа подаётся в гидроциклон насосом под давле­нием. В результате тангенциального ввода исходной пульпы в гид­роциклон она приобретает интенсивное вращательное движение. Частота вращения потока внутри гидроциклона достигает несколь­ких тысяч оборотов в минуту. В таких условиях создаётся центро­бежная сила, на несколько порядков превосходящая силу тяжести. Под действием центробежной силы крупные и поэтому более тяжё­лые частицы отбрасываются к стенкам корпуса гидроциклона и, про­двигаясь по ним вниз, разгружаются через песковое отверстие (на­садку). Более тонкие и лёгкие частицы вместе с основной массой жидкости выносятся со сливом через верхнее отверстие.

При вихревом движении жидкости в гидроциклоне образу­ются два вращающихся в одну сторону, но имеющих противополож­ное осевое перемещение потока - внешний нисходящий (I) и внут­ренний восходящий (II). Вблизи геометрической оси аппарата цен­тробежная сила становится настолько большой, что происходит раз­рыв жидкости - вокруг оси образуется воздушный столб диаметром 0,6...0,7 диаметра сливного патрубка.

Эффективность классификации в гидроциклонах выше, чем в механических классификаторах, и достигает 80 %.

Наибольшее распространение получили гидроциклоны с уг­лом конусности 20 град. Выпускаются стандартные гидроциклоны диаметром от 75 до 2000 мм.

На показатели работы гидроциклонов влияют конструктив­ные и технологические факторы. К первым относятся форма и гео­метрические размеры гидроциклона, а также диаметры питающей и разгрузочной насадок, состояние внутренней поверхности.

Ко второй группе факторов относятся давление на входе, со­держание твердого в пульпе, его гранулометрический и веществен­ный состав.

Разгрузочное отношение ∆/d, т. е. отношение диаметра песковой насадки к диаметру сливного патрубка является основным фактором, определяющим показатели работы гидроциклона. С уве­личением разгрузочного отношения увеличивается выход песков, понижается их крупность и содержание твердого, соответственно этому уменьшается крупность слива и его выход.

Оптимальной длиной сливного патрубка h считается такая, когда его нижний край погружен в гидроциклон несколько ниже пи­тающего патрубка. Увеличение глубины погружения сливного пат­рубка в гидроциклон приводит к увеличению крупности слива.

Размер питающей насадкивлияет главный образом на производительность гидроциклона, которая прямо пропорциональна эквивалентному диаметру этой насадки.

С увеличением угла конусности гидроциклона при прочих постоянных условиях снижается объёмная производительность, уменьшается выход песков и соответственно увеличивается круп­ность продуктов классификации.

Давление на входепри заданной объёмной производительно­сти определяется диаметрами сливного и питающего отверстий и составляет 0,03...0,25 МПа. Более высокое давление требуется при получении тонкого плотного слива. При этом сильно изнашиваются насадки гидроциклона, увеличивается расход электроэнергии. При выборе гидроциклонов следует стремиться к установке их по одному на насос, т. е. к применению больших аппаратов, которые обеспечи­вают на фабриках получение слива крупностью до 80...90 % класса -0,074 мм.

Однако, чем тоньше требуется крупность слива (например, < 0,01...0,02 мм) и больше его плотность, тем меньше должен быть диаметр гидроциклона. При соответствующих условиях слив одина­ковой крупности может получаться в гидроциклонах разных разме­ров. Более тонкий слив образуется при большом разжижении и дав­лении на входе в гидроциклон.

Все гидроциклоны имеют более высокую производитель­ность и занимают мало места по сравнению со спиральными класси­фикаторами.

3. Центробежный воздушный (пневматический) сепаратор состоит из внешнего цилиндро-конического корпуса, в котором концентрически размещена вторая внутренняя камера. Во внутренней камере расположен распределительный диск и вентиляторное колесо. В месте перехода цилиндрической части камеры в коническую часть установлены жалюзи, через которые внутренняя камера сообщается с наружной камерой. Диск и вентиляторное колесо, посажены на один вал и имеют общий привод.

Подлежащий классификации материал подается по желобу на распределительный диск, который, который, вращаясь центробежной силой сбрасывает материал в рабочее пространство сепаратора. Вентиляторное колесо, вращаясь, засасывает воздух из внутренний камеры и нагнетает его в наружную. Сепарация происходит в потоке воздуха, создаваемом вентиляторным колесом. Крупный материал преодолевает поток воздуха и осаждается во внутренней камере, удаляясь по патрубку. Лопасти выделяют из потока оставшиеся крупные частицы, повышая эффективность разделения. Мелкий материал выносится воздухом в наружную камеру. Здесь скорость потока воздуха резко снижается, мелкий материал осаждается и удаляется по патрубку. Очищенный воздух через жалюзи вновь попадает во внутреннюю камеру сепаратора, создавая замкнутый, циркулирующий поток воздуха.

Крупность разделения материала можно регулировать как дроссельной задвижкой с помощью штурвалов, так и изменением числа лопастей вентилятора или частоты его вращения.

Воздушные сепараторы диаметром цилиндрической части корпуса до 4,9м. их хорошо используют в циклах сухого измельчения при приготовлении пылевидного топлива, обогащении асбестовых руд, а так же для обеспыливания угля перед его обогащением.

Выводы:

Классификация осуществляется в специальных аппаратах, называемых классификаторами, если разделение происходит в водной среде (гидроклассификация), и воздушными сепараторами, если разделение происходит в воздушной среде. Разделение минеральных зерен различной крупности в этих аппаратах происходит в потоках соответственно жидкости или воздуха.