Гидроциклоны – аппараты для классификации тонкоизмельченных материалов по крупности в центробежном поле, создаваемом вращением пульпы.

Гидроциклоны состоят из цилиндро-конического металлического корпуса 4, питающего 1 и сливного 3 патрубков, песковой насадки 6 и сливной трубы 2. Угол конусности преимущественно равен 20°. Для износостойкости корпус изнут­ри футеруется каменным литьем, резиной, керамикой. Для песко­вой насадки используют износостойкие втулки.

Для получения тонкого слива применяют циклоны малого диа­метра. Гидроциклоны больших диаметром (более 1000 мм) не на­шли широкого применения.

Пи­тание подается в гидроциклон насосом под давлением через пи­тающий патрубок тангециально (по касательной). Благодаря тангенциальной подаче питания пульпа в гидроциклоне приобретает вращательное движение, создающее центробежное поле (рис.). Под действием центробежной силы более круп­ные и тяжелые частицы отбрасываются к стенке корпуса и раз­гружаются через песковую насадку, а более тонкие и легкие ча­стицы — через сливной патрубок, нижний край которого погру­жен несколько ниже питающего патрубка. Увеличение глубины погружения приводит к увеличению крупности слива.

При вихревом движении жидкости в гидроциклоне образуются два вращающихся потока – внешний, перемещающийся вдоль стенок конуса вниз к песковой насадке, и внутренний цилиндрический, направленный вверх, к сливному патрубку. Вблизи геометрической оси корпуса гидроциклона образуется воздушное ядро (воздушный столб).

На показатели работы гидроциклонов влияют его конструктивные и технологические параметры. К первым относят диаметр гидроциклона, размер питающей насадки, диаметры сливного патрубка и песковой насадки, угол конусности, размер сливной трубы, ко вторым – содержание твердого в питании, объемную производительность, вещественный состав твердой фазы и физические свойства пульпы (плотность, вязкость, температура, давление на входе).

Работа гидро­циклонов при заданной производительности регулируется подбором диа­метра песковых и сливных насадок и плотности слива и песков. Уменьшение диаметра песковой насадки приводит к увеличению твердого в песках и к увеличению выхода и крупности слива. Однако чрезмер­ное уменьшение диаметра песковой насадки может привести к забива­нию насадки песками.

Достоинствами гидроциклонов являются: высокая производительность. Малые габариты и отсутствие движущихся и вращающихся частей.

Применение гидроциклонов

· классификация по крупности в водной среде измельченных руд и других материалов (на слив и пески) – осуществляется в гидроциклонах классифицирующих;

· обогащение мелко- и среднезернистых руд по методу сепарации в тяжелых суспензиях, воде – в гидроциклонах для обогащения в среде: суспензионных гидроциклонах;

· обесшламливание, сгущение и осветление продуктов обогащения рудных и других полезных ископаемых – в гидроциклонах для обесшламливания;

· обезвоживание продуктов обогащения рудных и других полезных ископаемых.

Гидроциклоны, применяемые на нашем предприятии:

· СВП-710, СВП-500 - гидроциклоны спиральные вихревые полиуретановые, диаметром 710 мм и 500мм соответственно;

· ГЦР-500 – гидроциклон, футерованный износоустойчивой резиной, диаметром 500 мм.

открыва­ющееся при помощи шарикового клапана 13.

На нижнем конце вертикального полого вала 6 закреплены мешалки 7, которые разрыхляют материал и предотвращают его оседание в камере. Вертикальный вал с мешалками приво­дится во вращение от горизонтального вала 3.

Скорость восходящего потока (следовательно, и размер осаждающихся частиц) в каждой камере классификатора регулируется изменением расхода подаваемой под давлением воды. При этом скорость восходящего потока снижается в направлении к сливному порогу. Вода подается в нагнетательную трубу тангенциально, в ре­зультате чего создается вращающийся восходящий поток, выносящий мелочь из осевшего материала. Тем самым снижается степень загрязнения оседающих зерен мелкими частицами.

Достоинства: автоматическая разгрузка осевшего материала при помощи механически поднимающегося стержня с шариковым клапаном; возможность регулировки классификации.

Обезвоживание дробленого и рассеянного материала (готового продукта). Способы. Схемы. Аппаратурное оформление процесса.

Обезвоживание – это операция по удалению жидкой фазы из продуктов обогащения.

1.Виды влаги:

- гравитационная влага – это влага, которая свободно перемещается между частицами твёрдого под действием силы тяжести;

- плёночная влага – это влага, находящееся в виде плёнки на поверхности твердых частиц и удерживаемая молекулярными силами притяжения;

- капилярная влага – это влага, которая заполняет поры между твёрдыми частицами;

- гигроскопическая влага – это влага, которая заполняет поры и трещины на поверхности твердых частиц.

- гидратная влага – это влага, которая входит в состав кристаллической решётки вещества.

В процессе обезвоживания удаляются: гравитационная, плёночная, капиллярная, гигроскопическая влаги.

2.Классификация продуктов обогащения по степени насыщения водой.

- Обводнённые продукты (пульпа) – содержание жидкой фазы до 40%, обладают текучестью.

- Мокрые продукты – содержание влаги 15-40%.

- Влажные продукты – содержание влаги 5-15%.

- Воздушно-сухие продукты – содержание влаги 1-3% (гигроскопическая влага), получается при высушивании на воздухе влажных продуктов.

- Сухие продукты получаются после термической сушки, после удаления гигроскопической влаги. Они содержат только гидратную влагу, удаление которой возможно только при температуре свыше 800-900 °С.

3.Классификация способов обезвоживания:

- дренирование – процесс обезвоживания, сущность заключается в стекании воды через промежутки между зёрнами материала под действием силы тяжести (на дренажных складах, обезвоживающих элеваторах, грохотах, солеотвалах); применяется для обезвоживания крупно- и среднекусковых материалов.

- сгущение – процесс разделения жидких неоднородных систем, основанный на осаждении твёрдых частиц под действием сил тяжести (отстойники, сгустителя). Применяется для обезвоживания тонкозернистого материала до W = 30-50%.

- фильтрование - осуществляет обезвоживание продуктов с помощью пористых перегородок. Применяется для обезвоживания продуктов до W = 4-10%.

- центрифугирование – разделение суспензий под воздействием центробежных сил. Полученный продукт имеет влажность W = 4-6%.

- сушка – является завершающей операцией в процессе обогащения полезных ископаемых, но относится к массообменным процессам.

Схема обезвоживания, как правило, состоит из нескольких операций. Выбор схемы зависит от влажности исходного продукта, конечной влажности, гран.состава, плотности жидкой фазы.

В процессе обезвоживания стремятся раздельно проводить обезвоживание крупнозернистой и мелкозернистой пульпы для того, чтобы достичь наименьшей влажности готового продукта.

операцией в процессе обогащения полезных ископаемых, но относится к массообменным процессам.

Схема обезвоживания, как правило, состоит из нескольких операций. Выбор схемы зависит от влажности исходного продукта, конечной влажности, гран.состава, плотности жидкой фазы.

В процессе обезвоживания стремятся раздельно проводить обезвоживание крупнозернистой и мелкозернистой пульпы для того, чтобы достичь наименьшей влажности готового продукта.