Способ классификации полезных ископаемых

 

Изобретение относится к классификации полезных ископаемых в угольной, металлургической и химической отраслях промышленности. Цель - повышение эффективности классификации и снижение энергозатрат. Способ основан на разделении в центробежном поле (ЦП), создаваемом путем вращения взвесенесущего потока импеллером вокруг вертикальной оси турбоциклона. При этом крупные частицы (пески) выгружают через донное отверстие, а мелкие (слив) - через водослив сверху. Вращение взвесенесущего потока осуществляют при отношении ускорения ЦП к ускорению силы тяжести 0,9-1,1. При этом создается наибольшая выталкивающая сила, возникающая в ЦП. Высоту водослива H и радиус диафрагмы R<SB POS="POST">0</SB> в донном отверстии рассчитывают по ф-ле H=H<SB POS="POST">0</SB>+(Ω<SP POS="POST">2.</SP>R<SP POS="POST">2</SP>):2Q

R<SB POS="POST">0</SB>={[P<SP POS="POST">2</SP>(H=H)/:H-(QH/Ω<SP POS="POST">2</SP>)}<SP POS="POST">1/2</SP>, где H<SB POS="POST">0</SB> - ордината вершины параболоида, м

ω - угловая скорость импеллера, с<SP POS="POST">-1</SP>

Q - ускорение силы тяжести, м/с<SP POS="POST">2</SP>

P - радиус цилиндра, м

H - высота жидкости в турбоциклоне без наложения ЦП, м. За счет этого не возникают циркуляционные потоки, а извлечение крупных классов в донное отверстие составляет высокий процент (83-98,8%). 1 ил, 1 табл.

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1549591 А 1 (51) 5 В 03 8 5/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4385962/24-03 1 (22) 29.02.88 (46) 15.03.90. Бюл. 4 1О (71) Институт горючих ископаемых и

Комплексный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых (72) Л.Л.Корсак, М.Б.Шащанова и В.A.Øóëüãèí (53) 622.755 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 388786, кл. 8 03 В 5/34, 1969.

Авторское свидетельство СССР

Н,633610, кл. В 04 С 3/06, 1976. (54) СПОСОБ КЛАССИФИКАЦИИ ПОЛЕЗНЫХ

ИСКОПАЕМЫХ (57) Изобретение относится к классификации полезных ископаемых в угольной, металлургической и химической отраслях пром-сти, Цель - повышение эффективности классификации и снижение энергозатрат. Способ .основан на разделении в центробежном поле (ЦП), создаваемом путем вращения взвесеИзобретение относится к способам классификации полезных ископаемых и может быть использовано в угольной, метаЛлургической и химической отраслях промышленности °

Цель изобретения - повышение эффективности классификации и снижение энергозатрат.

На чертеже изображено устройство для реализации описываемого способа классификации полезных ископаемых.

Устройство включает входной патрубок 1, цилиндроконический корпус 2, несущего потока импеллером вокруг вертикальной оси турбоциклона. При этом крупные частицы (пески) выгружают через донное отверстие, а мелкие (слив) - через водослив сверху.

Вращение взвесенесущего потока осуществя ют при отношении ускорения ЦП к ускорению силы тяжести 0,9-1,1.

При этом создается наибольшая выталкивающая сила, возникающая в ЦП. Высоту водослива Н и радиус диафрагмы

r в донном отверстии рассчитывают по ф-ле Н = h +(ю r ): 2p; г„ ((P (H - h)/:н - (gB/и )1 ", где

Ь - ордината вершины параболоида, м;

Ю - угловая скорость импеллера, с ;

g — ускорение силы тяжести, м/с ; Pрадиус цилиндра, м; h - высота жидкости в турбоциклоне без наложения

ЦП, м. За счет этого не возникают. циркуляционные потоки, а извлечение крупных классов в донное отверстие составляет высокий процент (83

98,8ь). 1 ил,, 1 табл. донное отверстие 3 со сменными диафрагмами для выгрузки крупных зерен, водослив 4 для выгрузки мелких зерен, импеллер 5 и привод 6 импеллера °

Способ классификации включает разделение в центробежном поле, создаваемом путем вращения взвесенесущего потока импеллером вокруг вертикаль" ной оси турбоциклона, согласно которому крупные частицы (пески) выгружают через донное отверстие, а мелкие (слив) - через водослив сверху.

1549591

10 (2) где H в — ускорение силы тяжести, м/с2;20

35 параболоида направлена перпендикуляр- 40 но к его поверхности и выталкивающая сила, равная весу объема вытесненной жидкости, создает условия невесомости

45 ти падают вниз. Является существенным т

Вращение взвесенесущего потока осуществляют при отношении ускорения центробежного поля к ускорению силы тяжести 0,9- 1, 1, а высоту водослива и радиус диафрагмы в донном отверстии рассчитывают по формулам: и г2 г

Н-h + (1) о 2g высота водослива по параболоиду, м;

- ордината вершины .параболоио

lla t Мъ

М вЂ” угловая скорость импеллера, с . т - радиус диафрагмы в донном отверстии, м;

P - радиус цилиндра, м;

h - высота жидкости в турбоциклоне без наложения центробежного поля, м.

При отношении ускорения центробежного поля к ускорению силы тяжести от 0,9 до 1,1 и при соответствии высоты водослива и радиуса донного отверстия формулам (1) и (2) классификация производится в тонком слое на свободной поверхности жидкости, которая при вращении импеллера под действием центробежной силы и силы тяжести имеет -формулу параболоида вра.щения. При этом отношение их приближается к единице. В этом случае рав.нодействующая двух сил в любой точке для крупных частиц, в то время- как мелкие частицы выносятся с потоком через водослив, соответствующий верхней ветви параболоида вращения. Крупные частицы под действием силы тяжесчтобы отношение ускорения центробежного поля к ускорению силы тяжести находилось в пределах от 0,9 до 1,1, так как в этом случае создается наибольшая выталкивающая сила, возникающая в центробежном поле. Ниже и выше этого значения равнодействующая центробежной силы и силы тяжести не перпендикулярна к свободной поверхности жидкости, вследствие чего эф50

55 фективность классификации снижается.

Существенным также является соответствие высоты водослива высоте ветви параболоида, рассчитанной по Формуле (1), и радиуса диафрагмы донного отверстия по формуле (2), так как в противном случае будут возникать циркуляционные потоки, которые снизят эффективность классификации.

Способ классификации полезных ископаемых осуществляется следующим образом.

Суспензию центробежным насосом по питающему патрубку и импеллеру подают на свободную поверхность жидкости, вращающуюся с угловой скоростью 30-35 с и имеющую форму параболоида вращения ° Крупные частицы

1 под действием выталкивающей силы, представляющей собой равнодействую-, щую центробежной силы и силы тяжести, вектор которой перпендикулярен уровню свободной поверхности во всех токах, всплывают на поверхность и под действием силы тяжести падают вниз, где через донное отверстие 3 выгружаются из аппарата. Мелкие частицы с потоком выгружаются через водослив 4.

Способ был испытан в процессе классификации углей на опытно-экспериментальной установке производительностью 0,40-0,87 мз/ч на шламе.

Пример 1. В емкости с мешалкой приготовляют суспензию шлама крупностью 01 мм в воде, которая через дозатор подается в предлагаемое устройство, частота вращения импеллера в котором составляет 44,5 с . При этом жидкость в поверхностном слое вращается с частотой 32 с (измерялась строботахометром). Диаметр диафрагмы в донном отверстии составлял 1,5 см, а высота водослива Н = 1,4 см. (Расчетные значения Н = 14 см, и г, = 0,75 см). Оп;ределялся гранулометрический состав выделенных продуктов, и рассчитывалось извлечение по классам. Отношение ускорения центробежного поля к ускорению силы тяжести составляет

Я R 322.1 — 1,04.

g 981

G3 Г

При отношении — — — = 0 8 и 1 2 эфf фективность разделения снижается.

154

Пример 2. Осуществляют по примеру 1, однако диаметр диафрагмы в донном отверстии составлял 1 см.

Пример 3. Осуществляют по примеру 1, однако диаметр диафрагмы в донном отверстии составлял 2 см.

Результаты полупромышленных испытаний способа классификации полезных ископаемых (расчетные значения диаметра диафрагмы d = 1,5 см, высота водослива Н = 14 см) приведены в таблице.

Извлечение по классам в продукт донного отверстия, 4 по примерам

Класс, мм

3 (d. =

= 2см, Н =14 см) 1 (d, =

= 1,5см, Н =14 см)

2 (d, =

= 1 см, Н = 14. см) Из данных таблицы видно, что при высоте водослива и при диаметре донного отверстия, соответствующим рассчитанным по приведенным уравнениям (пример 1), извлечение крупных классов (более 0,2 мм) в донное отверстие составляет высокий процент (от 83 до

98,8Ж). В то время, как при меньшем значении (пример 2) диаметра донного отверстия и большем (пример 3) расчетного процент извлечения крупных классов (более 0,2 мм) снижается до

+0,9 98,8

0,5-0,9 97,2

0,4-0,5 92,2

0,3-0,4 91,2

0,2-0,3 84,6

0,125-0,2 83,0

0,074-0,125 75,0

-0,074 54,2

31,0

38,2

35,6

39,8

35,9

38,0

21,9

30,6

36,9

40,7

37,7 .35,7 34,3

37,0

25,0

37,2

9591

37-314, т.е. снижается эффективность классификации.

5 формула изобретения

Способ классификации пЬлезных ископаемых, включающий вращение взвесенесущего потока импеллером вокруг

10 вертикальной оси турбоциклона, расслоение вращающегося потока на слив и пески, вывод слива через водослив и вывод песков через донное отверстие, отличающийся тем,что,с це1 лью повышения эффективности классифи= каций и снижения энергозатрат, вращение взвесенесущего потока осуществляют при отношении ускорения центробежного поля к ускорению силы тяжести

20 от 0,9 до 1,1 с образованием параболоида вращения, а высоту водослива и радиус донного отверстия определяют из выражений:

О Г

Н=h +

2д

ЗО где Н вЂ” высота водослива по параболоиду, м;

- ордината вершины параболоида, м;

- угловая скорость импеллера, I с

- радиус параболоида, м;

- ускорение силы тяжести, м/с ;

- радиус донного отверстия, м;

- радиус цилиндрической части турбоциклона, м;

- высота жидкости в турбоциклоне без наложения центробежного поля, м.

h и

ro

1549591

Составитель Е,Киселева

Редактор М. Бандура Техред М.Дидык Корректор И.Муска

Заказ 228 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбина "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 191