Технічні характеристики спіральних класифікаторів

із зануреною спіраллю

Параметри	1КСП -15	1КСП -20	1КСП 24	2КСП -15	2КСП-20	2КСП -24
Розміри спіралі, мм: діаметр довжина крок число заходів Частота обертання спіралі, об/хв Розміри корита, мм довжина ширина Кут нахилу корита, град. Продуктивність: по пісках, т/год по зливу, т/год Маса, т	1500 9700 750 2 3,5; 7,0 10100 1650 15-18 66,7; 133,3 7,65 19	2000 12500 1250 2 2,5; 5,0 13000 2140 15 112,5; 226,2 11,80 31	2400 13600 1500 2 2,0; 4,0 14000 2540 15 145,8; 291,7 16,25 35	1500 9700 750 2 3,5; 7,0 10100 3200 15 125,0; 250,0 15,3 32	2000 12500 1250 2 2,48; 5,0 13000 4210 15-18 208,3; 416,6 26,6 56	2400 136000 1500 2 2,0; 4,0 14000 5020 15 333,3; 666,6 37,2 63,5

Таблиця 2.2

Технічні характеристики спіральних класифікаторів з незануреною спіраллю

Параметри	1КСН -15	1КСН -20	1КСН -24	1КСН -30	2КСН -24	2КСН -30
Розміри спіралі, мм: діаметр довжина крок число заходів Частота обертання спіралі, об/хв Розміри корита, мм довжина ширина Кут нахилу корита, град. Продуктивність: по пісках, т/год по зливу, т/год Маса, т	1500 7948 750 2 2,9; 3,9; 5,8 8200 1670 15-18 54,1; 72,9; 108,3 10,0 12,6	2000 8090 1250 2 3,1; 4,1; 6,1 8400 2200 17 125,0; 166,7; 250,0 16,6 17,8	2400 8860 1500 2 2,6; 3,5; 5,2 9200 2600 17 191,2; 258,3; 387,5 24,2 21,4	3000 12100 1800 2 1,5; 3,0 12500 3200 18 155,8; 312,5 32,5 24,4	2400 8860 1500 2 1,8; 3,5 9200 5050 18 268,7; 520 45,8 39,6	3000 12100 1800 2 4,56 17200 6300 23 650 150 68,9

Гідросепаратор (спірально-лопатевий класифікатор) має чан 2 (рис. 2.3), з конічним днищем 4 і вертикальним валом, на якому закріплені спіральні лопати 3. Вал обертається приводним механізмом, а вихідний матеріал подається через завантажувальну розподільну коробку й, потрапляючи в чан, переміщається до його периферії. Осілі на дно піски підбираються лопатами й через розвантажувальний отвір 5 видаляються насосом. Вода, що подається в конус під тиском, створює висхідні потоки, які забезпечують промивання пісків і винос із них дріб'язку. Злив здійснюється через кільцевий жолоб. Для піднімання й опускання лопат служить спеціальний пристрій.

Найпростішими апаратами для гідравлічної класифікації є пристрої конусного типу: піскові (ККП) і шламові (ККШ).

Конусні піскові класифікатори застосовуються для поділу зернистого матеріалу крупністю до декількох міліметрів, а шламові - не більше десятих часток міліметра. Конус піскового класифікатора (рис.2.4) зі зливним кільцевим жолобом 2 має в центральній частині завантажувальний циліндр 3 з розсікачем 4. Між циліндром 3 і внутрішнім конусом 7 розташований поплавець 5, який за допомогою системи важелів 6 пов'язаний з випускним пристроєм 9 у вигляді кульового затвора.

Рис. 2.3. Спірально-лопатевий класифікатор:

1 – круговий поріг; 2 – чан; 3 – лопати; 4 – днище;

5 - отвір для видалення пісків; 6 – труба

Пульпа надходить через цилідр 3 і розсікач 4 у конус 7, а потім у корпус 1. Крупні зерна осаджуються, дріб'язок висхідними потоками води виноситься нагору й видаляється через зливний поріг. При підвищенні рівня пульпи в конусі поплавець переміщається нагору й через важелі відкриває кульовий клапан, розвантажуючи пісок.

Рис. 2.4. Конусний пісковий класифікатор

1 – корпус; 2 – зливний жолоб; 3 – завантажувальний циліндр; 4 – розсікач; 5 – поплавковий пристрій; 6 – система важелів; 7 – внутрішній конус; 8 – головка; 9 – випускний пристрій; 10 – регулювальна діафрагма

Шламовий конусний класифікатор відрізняється формою поплавця й завантажувального пристрою.

Продуктивність конусного класифікатора визначається за формулою [10]

, кг/с,

де D - діаметр зливу конуса, м;

v - швидкість осадження граничного зерна, м/с;

R - відношення Р : Т (рідкого до твердого) по масі у

живленні;

γ - вихід пісків, частки одиниці;

N - відношення Р : Т по масі в пісках;

δ - густина руди, кг/м³.

Секційний гідравлічний класифікатор має в нижній частині кілька пірамідальних камер, причому їхній об’єм збільшується від завантаження живлення до зливного порога. У кожній камері передбачені мішалка й класифікувальний пристрій.

Жолоб класифікатора розширюється по ходу руху матеріалу, тому швидкість горизонтального потоку пульпи уповільнюється. У потоці відбувається класифікація матеріалу за крупністю, причому спочатку звільняються найбільш великі частки, потім дрібніші.

Осідаючі частки потрапляють у пірамідальні камери й перемішуються мішалками, дрібні частки, що залишилися в матеріалі, вимиваються висхідним потоком води. Піски вивантажуються з кожної камери, злив здійснюється через поріг.

Продуктивність такого роду класифікаторів досягає 15-25 т/год при витраті води 30-80 л/хв, частота обертання мішалок - 1,25 об/хв.

Для визначення продуктивності багатокамерного класифікатора можна користуватися формулою [22]

, м³/г,

де L і B - довжина та ширина ванни класифікатора, м;

v - кінцева швидкість осадження граничного зерна, м/с.

Процес класифікації у відцентрових класифікаторах значно інтенсифікується в результаті дії відцентрових сил, які у багато разів перевищують силу ваги. Успішно конкурувати зі звичайними гравітаційними класифікаторами їм дозволяють простота конструкції, малі габарити, більш високі питома продуктивність й ефективність поділу. Завдяки цьому відцентрові класифікатори одержали найбільше поширення в практиці гідравлічної класифікації руд чорних металів.

Принципова схема гідроциклона наведена на рис. 2.5. Гідроциклон має циліндроконічний корпус. Пульпа подається в апарат під тиском через живильний патрубок 1 і потрапляє в циліндричну частину корпуса 3 тангенціально. Завдяки цьому усередині корпуса утворюється вихровий рух матеріалу й пульпа розділяється на два різноспрямованих потоки. Зовнішній (великі частки) переміщається уздовж стінок конічної частини корпуса 4 униз до піскового отвору 5, а внутрішній (тонкі) рухається уздовж осі нагору до зливного отвору 2. Вихровий рух викликає зниження тиску уздовж радіусів у напрямку до осі й розрив у центрі водного середовища. Навколо осі гідроциклона утворюється повітряний стовп, діаметр якого може досягати 0,6-0,7 діаметра зливного отвору. Крупність і густина часток збільшується від осі апарата до його стінок і від зливного патрубка до піскової насадки, а зміст твердого в пульпі зменшується у зворотних напрямках.

При малому діаметрі й великій кількості апаратів вони можуть поєднуватися в єдиний комплекс (батарейні гідроциклони).

Усередині циклон футерований зносостійкими матеріа-лами: гумою, кам'яним литтям або поліуретаном.

Головний експлуатаційний параметр гідроциклона - відношення d_п/d_з (діаметри отворів піскової насадки й зливного патрубка). З його збільшенням знижується крупність злива й зміст у ньому твердого; відповідно зростає вихід пісків і зменшуються розміри їхніх зерен.

Рис. 2.5. Принципова схема гідроциклона:

1 – живильний патрубок; 2 – зливний отвір; 3 – циліндрична частина корпусу; 4 – конічна частина корпусу; 5 – пісковий отвір

Конструкції промислових гідроциклонів відрізняються співвідношенням розмірів і кутом конусності корпуса, формою живильної насадки, способами підведення живлення, видалення зливу й ін. Як правило, кут конусності приймається рівним 0,35 радіан. Розмір отвору живильної насадки визначає продуктивність гідроциклону по пульпі. Збільшення тиску на вході веде до квадратичного зростання швидкості введення пульпи до апарату і, як наслідок, до такого ж підвищення продуктивності гідроциклона.

У табл. 2.3 наведені основні технічні характеристики двохпродуктових гідроциклонів.

При необхідності поділу вихідного матеріалу на три класи крупності застосовують трьохпродуктові гідроциклони, у яких злив виводиться через два концентричних зливальних патрубки: по внутрішньому йде тонкий злив, по зовнішньому - із частками проміжної крупності.

Таблиця 2.3

Технічні характеристики двохпродуктових гідроциклонів

Параметри	ГЦ- 150	ГЦ- 250	ГЦ- 360	ГЦ- 500	ГЦ- 710	ГЦ- 1000	ГЦ- 1400
Діаметр гідро- циклона, мм Кут конусно- сті, град. Діаметр живи- льного патру- ка, мм Діаметр зливного отвору, мм Діаметр піско- вого отвору, мм Тиск на вході, МПа Продуктивність по живленню (40% твердого, 0,1 МПа), м3/год Габарити, мм: довжина ширина висота Маса, кг	150 10 38 59 12; 20; 27; 34 0,01- 0,02 15 500 450 1200 100	250 20 65 80 34; 48; 75 0,03- 0,25 50 600 650 1400 200	360 20 90 115 34; 48; 75; 96 0,03- 0,25 95 700 750 1900 300	500 20 130 150 48; 75; 96; 150 0,03- 0,25 180 900 1000 2500 450	710 20 150 200 48; 75; 150; 200 0,03- 0,25 260 1200 1400 3500 1450	1000 20 210 250 75; 150; 200; 250 0,06-0,45 470 1500 1600 4500 2400	1400 20 300 380 200; 250; 300; 350 0,06- 0,45 900 2100 2200 6200 4500

Продуктивність гідроциклонів (т/г) може бути визначена за формулою

де й - коефіцієнти, що враховують вплив відповід-

но діаметра й кута конусности гідроциклона:

- діаметр гідроциклона, м;

- еквівалентний діаметр живильного отвору, м:

- ширина отвору, м;

- висота отвору, м;

- діаметр зливного патрубка, м;

= 9,81 м/с² - прискорення вільного падіння;

- тиск на вході, МПа.

Повітряна (пневматична) класифікація застосовується для поділу сухих матеріалів на різні фракції. Крупність поділу - від 1,5 до 0,005 мм.

У повітряному класифікаторі (сепараторі) матеріал розділяється на два класи – великий і дрібний (пил). При необхідності одержання декількох продуктів застосову-ються два або кілька апаратів.

Матеріал подається в апарат повітрям зі швидкістю 18-20 м/c, потім швидкість його різко падає до 4-6 м/с (через зміну умов проходження), що змушує випасти з потоку особливо великі частки (недомел). Більш дрібні несуться повітрям далі й за допомогою лопаток одержують радіальний рух.

Далі поділ здійснюється в полі відцентрових сил. Промпродукт приєднується до великого, а дріб'язок уноситься повітрям.