Гідравлічні класифікатори

Гідравлічні класифікатори працюють за принципом розділення вихідного продукту в горизонтальних і вертикальних потоках на крупну фракцію – піски і дрібну – злив. Розвантаження пісків здійснюється самопливом.

Конусний класифікатор – найбільш простий гідравлічний класифікатор. Розділення матеріалу відбувається в горизонтальному потоці. Класифікатори цього типу використовуються на збагачувальних фабриках в основному як буферні ємності і значно рідше (у зв'язку з низькою ефективністю) у допоміжних операціях для відділення пісків від шламів або для зневоднення знешламленого дрібнозернистого матеріалу. Конусний класифікатор являє собою конус 1 з кутом 60 - 65º, установлений на рамі вершиною вниз (рис. 4.5).

Крупність розділення в конусних класифікаторах складає 0,15 мм. Характерним для цих класифікаторів є високе розрідження пісків (30 – 40 % твердого) і невисока ефективність (50 – 60 %).

Гідравлічні багатокамерні класифікаторивикористовують для підготовки подрібнених руд до збагачення. Вони призначені для розділення матеріалів на кілька класів за швидкістю їхнього осадження у водному середовищі (наприклад, перед концентрацією на столах).

Гідравлічні багатокамерні класифікатори (рис. 4.6) являють собою відкритий жолоб 1, У дно якого вмонтовані спіготи – пірамідальні класифікаційні камери 2 (число камер – 4, 6 або 8) з мішалками 3, камерами 4 тангенціального підведення води (вортексами) і конусами 5 для розвантаження крупних фракцій.

Крупність пісків, що послідовно розвантажуються з камер класифікатора, зменшується в напрямку потоку вихідного матеріалу. Швидкість висхідних потоків води в камерах також поступово зменшується оскільки вона повинна бути рівною кінцевій швидкості стисненого падіння зерен граничної крупності. Найдрібніший продукт видаляється через зливний поріг.

Об’ємна продуктивність гідравлічних багатокамерних класифікаторів розраховується за формулою:

м³/год, (4.10)

де Lі B – довжина і ширина ванни класифікатора, м; V – кінцева швидкість осадження граничного зерна, м/с.

Гідроциклони застосовуються для класифікації за крупністю і знешламлювання дрібних і тонких продуктів. Вони використовуються також для згущення пульпи і збагачення.

Класифікаційний гідроциклон являє собою циліндроконічний апарат (рис. 4.7). Живлення під тиском подається у верхню частину циліндра за допомогою тангенціально розташованої живильної насадки 3. Злив вивантажується через зливний патрубок 4 у циліндричній частині 1 гідроциклона, а піски – через піскову насадку 5, розташовану в конічній частині 2.

Швидкість руху частинки в гідроциклоні можна описати як векторну суму тангенціальної V_t , радіальної V_r і осьової V_x складових. Тангенціальна швидкість пульпи збільшується зі зменшенням відстані від осі, тому в гідроциклоні спостерігається різке зростання відцентрової сили від стінок до осі. Осьова швидкість частинки в зовнішньому потоці спрямована вниз, а у внутрішньому – вгору. Положення частинки по радіусу гідроциклона визначає, куди вона буде винесена вертикальним потоком – у злив чи у піски. Відносно рідкої фази пульпи частинки рухаються одночасно в осьовому і радіальному напрямках відповідно до діючих на них сил, головними з яких є відцентрова і сила опору середовища.

Диференціальне рівняння руху частинки в радіальному напрямку має вигляд:

, (4.11)

звідки радіальна швидкість переміщення частинки в рівноважному стані:

. (4.12)

де d– діаметр частинки, м; δ і Δ – густини частинки і середовища, кг/м³; μ – в’язкість середовища, Па·с; r – радіус обертання частинки, м.

Таким чином, з рівняння (4.12) видно, що крупність є основним розділовим параметром (інші параметри практично однакові).