Источник: УДК 622.7 Б38

Н.Г. Бедрань, Л.М. Скоробогатова "Переработка и качество полезных ископаемых", С. 71-75

Киев - Донецк Головное издательство издательского объединения "Вища школа"

Устройство и принцип действия тяжелосредных сепараторов и гидроциклонов

Тяжелосредные сепараторы применяют для обогащения среднеи крупнокускового материала, а гидроциклоны - мелкозернистого. Существует большое количество конструктивных разновидностей тяжелосредных сепараторов. На рис. 6.3 представлены принципиальные схемы их основных типов.

Рис 6.3 - Принципиальные схемы основных типов тяжелосредных сепараторов: конусного (а), пирамидального (б), барабанного(в) и корытного(г)

Конусный сепаратор с аэролифтной выгрузкой (рис. 6.3, а) состоит из конусообразного корпуса 2, по оси которого размещен аэролифтный подъемник /. Суспензию можно подавать совместно с исходной рудой и отдельно по патрубкам внутрь конуса. Разгрузка легкой (всплывшей) фракции осуществляется самотеком или принудительно механическим устройством в проем на борту корпуса и далее в сборный желоб. Затем она направляется на грохот для отделения суспензии и отмывки утяжелителя. Потонувшая фракция попадает в загрузочную часть аэролифта, транспортируется вверх по трубе и направляется для отделения тяжелой среды.

Пирамидальный сепаратор (рис. 6.3, б) с элеваторной выгрузкой состоит из прямоугольного корпуса с пирамидальным основанием 3 и транспортирующих устройств 4 и 5. Всплывший продукт транспортируется к разгрузочному борту гребковым устройством 4, а потонувший выгружается элеватором 5, разгрузочная головка которого размещена выше уровня тяжелой среды. Таким образом, суспензия из сепаратора уходит в основном вместе с легкой фракцией.

Барабанный сепаратор (рис. 6. 3, в) представляет собой вращающийся барабан 7, внутрь которого через отверстие в торцевой крышке 9 подается руда и суспензия. Всплывший продукт самотеком выгружается совместно с тяжелой средой через отверстие во второй торцевой крышке, а потонувшая фракция поднимается вверх лопастями 8, расположенными на внутренней поверхности барабана, и выгружается на транспортирующий желоб 6.

Корытный сепаратор с колесной выгрузкой (рис. 6.3, г) состоит из корпуса 10, на боковой стенке которого наклонно размещен колесный элеватор 11. Его колесо может устанавливаться и вертикально. Всплывший продукт самотеком или с помощью гребкового устройства удаляется из машины через переливной борт, а потонувший транспортируется перфорированными ковшами вверх, где разгружается в желоб тяжелой фракции.

Конусные, пирамидальные и барабанные сепараторы преимущественное распространение получили для обогащения руд, а корытные - для углей и других неметаллических полезных ископаемых. Во всех этих сепараторах процесс обогащения характеризуется статическими условиями разделения минералов. В последние годы развивается новое научное направление по созданию высокоэффективных вибрационных тяжелосредных сепараторов с динамическими условиями разделения.

Гяжелосредные гидроциклоны находят широкоегприменение для обогащения мелких классов материала, разделение которых в обычных тяжелосредных сепараторах малоэффективно.

Для того чтобы мелкие зерна полезного ископаемого успели расслоиться в тяжелосредном сепараторе, необходимо увеличивать время разделения (его рабочий объем) и снижать удельные нагрузки. Очень мелкие зерна, особенно с плотностью, близкой к плотности суспензии, в статических условиях практически разделить невозможно. Повышение скорости разделения мелких и тонких зерен полезных ископаемых в тяжелых средах достигают снижением их вязкости или путем замены гравитационных сил центробежными

Машины и аппараты, в которых разделение происходит под действием центробежных сил, делятся на две основные группы: центрифуги и гидроциклоны.

Известно промышленное применение горизонтальных шнековых центрифуг ГШ-12М для обогащения углей крупностью менее 1,3 мм в водном растворе хлористого кальция плотностью 1280 - 1300 кг/м³. Применение центрифуг для обогащения в тяжелых жидкостях ограничивается узкоспециальными целями и обходится слишком дорого из-за малой производительности оборудования и сложности регенерации тяжелой жидкости.

Принцип работы двухпродуктового тяжелосредного гидроциклона (рис. 6.4) заключается в следующем: исходный продукт поступает в аппарат в смеси с тяжелой суспензией через загрузочный патрубок 1 по касательной во внутреннюю полость цилиндрической части корпуса. Тангенциальный ввод разделительной среды под давлением формирует внутри аппарата вихревой поток с воздушным столбом вдоль по оси. Благодаря центробежным силам тяжелый продукт перемещается к стенкам конической части корпуса 2, скользит по ним и удаляется совместно с частью суспензии через насадок 3. Легкий продукт проходит через сливную трубу 5 в разгрузочную камеру 6. Гидроциклон устанавливают вертикально или чаще на раме 4 под определенным углом к горизонту

Рис.6.4 - Двухпордуктовый тяжелосредный гидроциклон

Преимущества такого гидроциклона перед аппаратами, в которых обогащение происходит только под действием сил тяжести, заключается в наличии центробежного поля, которое приводит к значительному (в десятки раз) увеличению скорости разделения материала по плотности. Кроме того, в гидроциклонах образуется турбулентный вращающийся поток, разрушающий структуру суспензии, вследствие чего уменьшается ее динамическая вязкость, а это позволяет эффективно обогащать материал крупностью до 0,15-0,2 мм.