Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Способы обогащения твердых материалов
ЛЕКЦИЯ 13 МАШИНЫ И АППАРАТЫ ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
1. Способы обогащения твердых материалов 2. Аппараты для обогащения в тяжелых средах: гидроциклоны, колесные и конусные сепараторы.
Способы обогащения твердых материалов
В практике рекуперации твердых отходов промышленности (особенно минеральных, содержащих черные и цветные металлы, фрагментов деталей вышедшей из строя радиоэлектронной аппаратуры и других изделий на основе металлов и сплавов, некоторых топливных зол, смесей пластмасс, шлаков цветной металлургии и ряда других ВМР) используют различные методы обогащения перерабатываемых материалов, подразделяемые на гравитационные, магнитные, электрические, флотационные и специальные. Гравитационный метод обогащения основан на использовании различной плотности разделяемых материалов. По этому методу осуществляются такие процессы, как обогащение в тяжелых средах, отсадка, обогащение в струе воды по наклонной плоскости, обогащение в центробежном поле и криволинейных потоках. Флотационный метод обогащения основан на различной смачиваемости твердых частиц, естественной или создаваемой реагентами. Магнитный метод основан на различной магнитной восприимчивости твердых частиц, электрический — на использовании электрических свойств твердых частиц. Для каждого из этих методов разработаны и применяются различные конструкции машин и аппаратов. Аппараты для обогащения в тяжелых средах. Разделение твердых материалов в тяжелых средах производится в гидроциклонах, конусных и колесных сепараторах. В них осуществляется раздельная разгрузка всплывшего легкого и потонувшего тяжелого продукта. В качестве тяжелых сред применяют: минеральные суспензии - взвеси нерастворимых в воде тонкоизмельченных минералов (утяжелителей) - например глину, пирит, магнетит; водные растворы неорганических солей- растворы хлорида цинка ZnCL2 (ρ = 2070 кг/м3), хлорида кальция СаСL2 (ρ = 1654 кг/м3), иодида калия KI (ρ = 3196 кг/м3) и др.; органические жидкости -трихлорэтан С2НСL3 (ρ =1460 кг/м3), тетрахлорид углерода ССЦ (ρ =1600 кг/м3), трибромметан СНВг3 (ρ = 2810 кг/м3) и др. Гидроциклоны применяют главным образом для обогащения материала мелких классов (менее 10—13 мм) в минеральных суспензиях. В нашей стране выпускают двухпродуктовые гидроциклоны (типа КТ) и трехпродуктовые (типа ГТ). В гидроциклоне происходит разделение материала крупностью 0.5 — 6; 6 — 25 и 0, 5 – 25 мм. Исходный материал поступает в аппарат в смеси с тяжелой суспензией через загрузочный патрубок по касательной во внутреннюю полость цилиндрической части корпуса, скользит по ней и разгружается вместе с частью суспензии через разгрузочный насадок. Легкий продукт с суспензией проходит через сливную трубу в центре и поступает в разгрузочную камеру. Гидроциклоны обычно устанавливают так, чтобы образующая конуса с нижней стороны была наклонена к горизонту не более чем на 0, 2°. Сепараторы. Обогащение средне- и крупнокускового материала в тяжелых суспензиях производят в сепараторах, принцип действия которых основан на использовании гравитационных сил. Отечественными заводами изготовляются конусные и колесные сепараторы.
Рис.1.Конусный сепаратор с аэролифтом для тяжелого продукта: / — исходный материал; // — легкий продукт; ///— поздух; IV — тяжелый продукт; / — корпус; 2 — мешалка; 3 — сито; 4 — осевая воронка; 5 — загрузочный лоток; 6 — аэролифт.
Конусные сепараторы выпускаются нескольких типоразмеров (СК-6А, СК-1Д СК-2, 5, СК-3, 6, СК-4, 5). Корпус сепаратора (рис. 1) имеет коническую форму; внутри корпуса на полом валу вращается мешалка. Исходный материал подается по загрузочному лотку, суспензия поступает через осевую воронку. Тяжелая фракция материала погружается в нижнюю часть корпуса и с помощью сжатого воздуха аэрлифтом выгружается на сито, где происходит частичное отделение суспензии, а тяжелый продукт поступает далее на отмывку утяжелителя. Легкий всплывший продукт выводится из сепаратора через специальный лоток. Производительность конусного сепаратора по материалу рассчитывают по формуле (в т/ч): QK = qS где q— удельная нагрузка на единицу площади рабочей зоны зеркала суспензии сепаратора, т/(м2-ч); S — площадь рабочей зоны зеркала суспензии сепаратора, м2. Колесные сепараторы с наклонными или вертикальными элеваторными колесами для выгрузки тяжелых продуктов (СК-12, СК-20, СК-32, СК-40, СКВ-20, СУВД-22, СТТ-20 и др.) получили наиболее широкое применение в производстве. Колесный сепаратор типа СК, применяемый для обогащения крупных классов материала в магнетитовой суспензии, имеет наклонное элеваторное колесо с перфорированными (дырчатыми) лопастями. Колесо заключено в корпус, который соединен герметично с ванной. Загрузка кусков материала в ванну производится через желоб, а рабочая суспензия подается под слой загружаемого материала через два патрубка и в донную часть ванны также через патрубок. Тяжелый продукт, оседая на дно ванны, поднимается лопастями колеса по наклонному днищу корпуса и разгружается через порог со щелевидным ситом, помещенным в кожух, лопатками гребкового устройства, которое вращается вокруг горизонтальной оси привода. Гребковое устройство представляет собой сварной каркас в форме шестигранной призмы, по граням которой на всю ширину ванны шарнирно подвешены сварные гребковые рамы. В процессе разгрузки продуктов происходит частичное отделение суспензии: от легкого продукта — на сите в кожухе, от тяжелого продукта — через отверстия в лопастях и через днище элеваторного колеса. Стабилизация суспензии о панне сепаратора достигается созданием слабого восходящего потока при подаче рабочей суспензии снизу через патрубок. Колесный сепаратор типа СКВ с вертикальным элеваторным колесом предназначен для обогащения минерального материала крупностью 13— 300 мм в магнетитовой суспензии плотностью от 1400 до 2200 кг/м3 с получением двух продуктов (в качестве тяжелой среды могут использоваться и другие суспензии). Суспензия в сепаратор (рис. 2) подается через конический патрубок в нижней части ванны 2 в направлении вращения колеса 1. При этом образуются вертикальный и горизонтальный потоки суспензии. Зона разделения материала находится внутри элеваторного колеса. Обогащаемый материал движется по зеркалу суспензии вместе с ее горизонтальным потоком. После разделения материала горизонтальный поток суспензии транспортирует легкий продукт к разгрузочному желобу 5. Тяжелый продукт поднимается элеваторным колесом с ковшами выше уровня суспензии и разгружается в желоб 4. Производительность колесных сепараторов по легкому продукту (в т/ч): Qл = или Qл = 3, 6 Bhvoν ρ л где q – удельная нагрузка на 1м ширины ванны, т/(м*ч); B – ширина ванны, м; R — возможный выход концентрата, %; h- высота сливного потока (глубина зоны разделения и разгрузки), м; h = (1, 2—1, 5) DM; DM—эквивалентный размер наибольшего куска обогащаемого материала, м; v0 — окружная скорость движения гребков, м/с; ν — коэффициент заполнения суспензии материалом, доли ед.; рл — плотность легкого продукта, кг/м3. Производительность по тяжелому продукту (в т/ч): Qт = 60Vnzφ ρ т где V—объем одного ковша, м3; n — частота вращения элеваторного колеса, об/мин; z — число ковшей; φ — коэффициент заполнения объема ковша материалом, ф=0, 6—0, 7; ρ т — плотность тяжелого продукта; кг/м3
Рис. 2. Колесный сепаратор с вертикальным элеваторным колесом: / — питание; // — тяжелый продукт; /// — легкий продукт; IV — суспензия; / — элеватор-нос колесо; 2 — ванна; 3 — желоб для подачи исходного материала; 4 — желоб для разгрузки тяжелого продукта; 5 — желоб для разгрузки легкого продукта; 6 — привод элеваторного колеса.
|