Лекция №9

Классификация

Процесс разделения материала в воде или воздухе на отдельные классы по скорости падения частиц называется классификацией.

Виды классификации:

1)Мокрая классификация в гидроциклонах, в которых осуществляется разделение за счет центробежных сил;

2)Мокрая классификация в механических классификаторах разделение осуществляется за счет силы тяжести;

3)Сухая классификация, в которой разделение происходит за счет центробежных сил.

При классификации образуется 2 продукта:

- продукт, предоставляющей собой крупный класс принято называть песками

- мелкий продукт – слив

Переход частиц в слив или пески обусловлен конечной скоростью падения в водной среде. Для определения этой скорости используется следующая формула:

, где

К_к – 0,16 - коэффициент крупности

d – диаметр частицы

– плотность частицы

1000. – плотность воды

Закономерности падения частиц в воде

1)Более крупные частицы большей плотности имеют высокие конечные скорости падения V₀ и температуру, вязкости жидкости и скорости падения зерен должны быть невысокими.

2)Частицы, имеющие одинаковый вес, но различную форму, падают с разными скоростями

В зависимости от взаимного влияния частиц по крупности разделяют свободное и стесненное падение частиц.

V₀ при стесненном падении составляет от 0,15 до 0,6 величины свободного падения зерен той же крупности и плотности.

Минеральные зерна, имеющие разные растворы и плотности, но обладающие одинаковой называется равнопадающими.

Отношение диаметра частицы легкого минерала к диаметру частицы тяжелого минерала, имеющего ту же V₀ называется коэффициентом равнопадаемости.

Классификация в механических классификаторах

В механических классификаторах разгрузка песков осуществляется специальными приспособлениями в зависимости от этого они подразделяются на:

- спиральные

- реечные (легкие от тяжелого)

- чашовые.

Условия классификации в горизонтальном потоке воды можно определить с помощью схемы

Принцип работы:

Смесь воды и зерен поступает в классификатор в точку 1, пройдя расстояние от точки 1 до точки 2 часть зерен оседает к месту разгрузки, а часть зерен уходит со сливом.

Уровень точки 2 называется порогом классификатора.

;

Зерна, имеющие V₀ могут уйти как в слив, так и в пески. Крупность таких зерен называется граничной крупностью классификации.

Самые распространенные это механические спиральные классификаторы, которые используют в циклах измельчения. Они обладают высокой производительностью, имеют простую конструкцию и высокую эффективность.

Односпиральный непогруженный классификатор

1 – емкость - корыто

2 – спираль

3 – сливной порог (линия)

Классификаторы бывают:

а) односпиральные

б) двуспиральные

По высоте порога сливного

• с низким погружением

• непогруженные с высоким порогом с погруженной спиралью

Классификация в гидроциклонах

Гидроциклонами называются аппараты, в которых процесс разделения осуществляется в криволинейных потоках воды с использованием центробежных сил.

Гидроциклоны используют:

• Для классификации в схемах измельчения

• Для обезвоживания и сгущения

• Для обесшламования и промывки

• Для тяжелосредной сепарации и других процессах

Основную долю при разделении играют центробежные силы.

1)входной патрубок

2)сливная патруба

3)песковая насадка

Л- входной патрубок, по которому под давлением подается смесь воды минеральных зерен.

Благодаря тангенсиальному направлению движения и конусной формы корпуса под действием силы тяжести частички опускаются вниз на спирали. Под действием центробежных сил, крупные отбрасываются к стенке со скоростью тел больше чем их размер. Накапливаются внизу и разрушаются через песковую насадку 3. Мелкие частицы двигаясь во внутренней спирали через патрубок 2 разгружается в сливную трубу.

Отношение диаметра песковой насадки к диаметру сливного патрубка является самым важным параметром работы гидроциклона. Его называют разгрузочным отношением.

Высокое разгрузочное отношение приводит к:

1)возрастает относительный выход песков

2)уменьшается выход слива

3)снижается содержание твердого в песках

4)становится тоньше твердая фаза слива и песков

Повышение плотности жидкой фазы вызывает увеличение крупного слива (по количеству и объему), а повышение плотности твердого приводит к уменьшению крупности слива. Кроме того, работу циклона можно регулировать изменением давления на входе в гидроциклон. При высоком давлении получается более тонкий слив.

Недостатки:

- повышенный износ самого гидроцикла и насоса, падающего в него пульпу

- высокий расход электроэнергии

Достоинства:

- малая занимаемая площадь