Файл: Циперович, М. В. Обогащение углей в тяжелых суспензиях.pdf

ность распределения частиц в свободном слое тяжелой среды, раз­ грузка породы производится через вихревое устройство или насадку.

Качество получаемых концентрата и отходов хорошее. При обо­ гащении угля крупностью 9,5—0,5 мм и зольностью 32,8% был получен концентрат зольностью 6,3%.

Расчет и геометрические размеры гидроциклона (сепаратора)

Ввиду сложных гидродинамических условий работы циклона расчетом можно определить только некоторые его параметры.

Производительность гидроциклона по пульпе может быть рас­ считана следующим образом [103]. Если принять с известной сте­ пенью приближения, что для идеально невязкой жидкости напор используется только на сообщение динамического напора жидкости, то количество жидкости, протекающее через гидроциклон, можно выразить следующей формулой:

где /с — площадь сечения подводящего трубопровода, м2; сс — ско­ рость поступления пульпы в циклон, м/сек.

Для реальной жидкости

где К — коэффициент пропорциональности, для жидкости плот­ ностью 1,45 г/см3 равен 2; dB — диаметр верхнего разгрузочного отверстия, м; da — диаметр цилиндрической части гидроциклона, м; hc — напор, м вод. ст.; g — 9,81 м/сек2 (ускорение силы тяжести).

Тогда производительность гидроциклона составит

где К г — коэффициент для гидроциклонов диаметром 125—600 мм, равный 0,524; D — диаметр гидроциклона, см; d„ — диаметр пита­ ющего патрубка, см; Н — напор в питающем патрубке, кгс/см2.

Уфимский завод горного оборудования для определения произ­ водительности применяет номограммы, составленные на основании формулы, предложенной институтом «Механобр» [106].

где Q — общая производительность гидроциклона по исходной пульпе, л/мин (в номограмме пересчитано на м3/ч); dn — эквива­ лентный диаметр питающего отверстия в наиболее узком сечении

171

(выбирается по табл. 52), см; d — внутренний диаметр сливного от­ верстия, см; g — ускорение силы тяжести (9,81 м/сек2); Н — давле­ ние на входе в гидроциклон, кгс/см2.

Параметры гидроциклона приведены в табл. 52.

Т а б л и ц а 52

Параметры гидроциклона

Диаметры нижнего разгрузочного отверстия завод рекомендует изменять в зависимости от технологических требований, путем

ления объемной производительности гидроциклона следующую эм­ пирическую формулу:

и отношения диаметров верхнего и нижнего разгрузочных отверстий; dn и dB — соответственно диаметры питающего и верхнего разгру­ зочного отверстий, см; АН — перепад давления между питающим и разгрузочным отверстием для концентрата, м вод. ст.

Величина К при угле конусности а = 15° и высоте цилиндри­ ческой части, равной двум диаметрам гидроциклона, определяется по следующим данным:

172

Здесь V — объемная доля нижнего продукта в процентах от объема питания, е — основание натуральных логарифмов. Для упрощения расчетов можно принять К = 0,43.

Таким образом, производительность гидроциклона в основном зависит от диаметров вводного патрубка для суспензии и верхнего разгрузочного отверстия.

В различных конструкциях гидроциклона диаметр вводного патрубка колеблется в довольно широких пределах. Так, по Ферну

Р и с . 91. Н ом ограм м а д л я оп редел ен и я п р о и зво д и тел ьн о сти ги д роци клон а:

Н — д авл ен и е н а вход е в ги д р о ц и к л о н , к г с /с м ! ; d — в н у тр ен н и й ди ам етр сл и вн ого отвер ­ ст и я , см

диаметр питающего патрубка в различных конструкциях изменя­

диаметр цилиндрической части гидроциклона.

При расчете геометрических размеров гидроциклона можно принять диаметр вводного отверстия равным 11ъ диаметра цилиндри­ ческой части гидроциклона.

Для расчета диаметра верхнего разгрузочного отверстия реко-

где D — диаметр цилиндрической части циклона, мм; dn — диаметр вводного отверстия, мм; Н — расстояние от нижнего разгрузочного отверстия до верхней кромки центральной разгрузочной трубы, мм.

И. И. Модер и Д. А. Дальстром считают, что диаметр вводного (пи­ тающего) патрубка должен быть связан с диаметром разгрузочного

173

отверстия для концентрата и диаметром циклона следующей зави­ симостью:

где dn — диаметр питающего патрубка; dB— диаметр верхнего разгрузочного отверстия; D — диаметр циклона.

рается опытным путем). При подборе соотношения необходимо руко­ водствоваться следующими положениями:

диаметр нижнего разгрузочного отверстия должен быть в 4—5 раз больше максимального диаметра обогащаемого материала;

соотношение между верхним и нижним разгрузочными отвер­ стиями должно быть 5 : 2 или 5 : 3.

Высота цилиндрической части гидроциклона может быть принята равной 0,5D, угол при вершине конуса гидроциклона следует при­ нять в пределах 15—25°.

§ 3. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Магнитные сепараторы

Для регенерации магнетитовой суспензии применяются сепара­ торы типа 167А-СЭ, ЭБМ-1, ЭБМ-2, ЭБМ-3 и ЭБМ-4 (ЭБМ-80/250).

бан а; 4 — л оток р а згр у зо ч н ы й ; 5 — сли вн ой к а р м а н ; в — р ам а ; 7 — в а н н а ; 8 — л оток питаю щ ий ; 9 — р азгр у зо ч н ы й ж елоб ; 10 — э л ек тр о д в и гател ь и

редуктор

Первые три типа сепараторов применяются для регенерации суспензии в две стадии — с перечисткой хвостов; сепараторы ЭБМ-3 и ЭБМ-4 — для регенерации в одну стадию.

Магнитный сепаратор с постоянным магнитом 167А-СЭ конструк­ ции института Механобр показан на рис. 92.

174

спомощью смены насадок диаметром 15, 20, 25, 40 и 50 мм. Производительность сепаратора по пульпе достигает 60 м3/ч.

Барабанный электромагнитный сепаратор ЭБМ-1 (рис. 93) слу­ жит для регенерации магнетитовой суспензии в первой стадии без предварительного сгущения с получением трех продуктов: магнит­ ного концентрата, осветленной воды (слива) и отходов.

Ось магнитного барабана установлена на призмах, которые крепятся на корпусе. Ванна сепаратора имеет в верхней части порог для регулировки уровня суспензии, в нижней части имеется отверстие для выпуска отходов магнитной сепарации.

175