Гидроциклон

 

Изобретение относится к устройствам для извлечения твердой фазы из суспензий и пульп в центробежном поле и может быть использовано на предприятиях горной и других отраслей промышленности. Цель - повышение степени отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц, В цилиндрической части 1 гидроциклона 2 установлен вращающийся от электродвигателя 3 диск 4, на котором с обеих сторон со смещением на угол 10 - 15° размещены профильные лопатки 5, В цилиндрической части 1 установлены входной патрубок 6, сливной патрубок 7, а в конической части 8 - песковая насадка 9, Исходная пульпа по патрубку 6 поступает в гидроциклон 2, где закручивается посредством диска 4, происходит ее раздел на сгущенный и осветленный продукты, которые отводятся соответственно из песковой насадки 9 и патрубка 7, Смещение профильных лопаток 5 на 10 - 15° дает возможность более полного наполнения тонкодисперсными частицами потоков, что приводит к повышению эффективности разделения. 2 ил,, 2 табл„ ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 В 04 С 3/06

Г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fKHT СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ. "й%@"

1 (21) 4817697/26 (22) 26.02.90 (46) 23.05.92. Вюл. N- 19 (71) Зыряновский свинцовый комбинат им. 60-летия СССР (72} Л.А.Крупник, А.М.Мандровский, А.П.Медяник, И.Т.Соболев; Т.Т.Жулумбетов и В.И.Мельничуков (53) 621.928.37(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 481316, кл. В 04 С 3/06, 1983.

Патент Франции Р 2123950, кл. В 04 С 7/00, 1972. (54) ГИДРОЦИКЛОН (57) Изобретение относится к устройствам для извлечения твердой фазы иэ суспензий и пульп в центробежном поле и может быть использовано на предприятиях горной и других отраслей промышленности. Цель — повьппение степени отделения твердой фазы с высоким

Изобретение относится к устройствам для извлечения твердой фазы из пульпы и может быть использовано, например, для сгущения пульпы, текущих .хвостов, обогащения на предприятиях горной отрасли промышленности, где ведется закладка выработанного пространства, Известен гидроциклон, включающий цилиндрический корпус, входной чатрубок, песковую насадку, сливную трубу, вращающийся диск с вогнутыми по ходу движения лопатками, соединен ный с электродвигателем. Повышение отделения твердой фазы происходит sa Ы,, 1734866 А1 содержанием тонкодисперсных частиц.

В цилиндрйческой части 1 гидроциклона

2 установлен вращающийся от электродвигателя 3 диск 4, на котором с обеих сторон со смещением на угол 10I5 размещены профильные лопатки 5. о

В цилиндрической части .1 установлены входной патрубок 6, сливной патрубок

7, а в конической части 8 — песковая насадка 9. Исходная пульпа по патрубку 6 поступает в гидроциклон 2, где закручивается посредством диска 4, происходит ее раздел на сгущенный и осветленный продукты, которые отводятся соответственно иэ песковой насадки 9 и патрубка 7. Смещение пРофильных лопаток 5 на 10 — 15 дает возможность более полного наполнения Я тонкодисперсными частицами потоков, что приводит к повышению эффективности разделения. 2 ил., 2 табл. и .счет закручивания потока с необходимой угловой скоростью. Ы

Недостатком гидроциклона является,фЬ то; что он не позволяет осуществлять QQ, эффективное извлечение твердой фазы О из пульпы, так как вращение диска про- 0 исходит в одном направлении со скоростью, зависящей от пропускаемого объема пульпы, а возникающий гидродинамический процесс при этом зависит от нерегулируемого параметра - пульсирующего давления на входе в гидроциклон

Известен также гидроциклон, включающий цилиндрический корпус, входной! 734866 патрубок, песковую насадку, сливную трубу, вращающийся диск с вогнутыми лопатками, соединенный с регулируемым электродвигателем.

Эффективность сгущения твердой фазы пульпы в этом гидроциклоне достигается вращением диска с вогнутыми лопатками от электродвигателя, причем регулирование угловой скорости осуществляется устройством для разделения, в котором ротор вращается от датчиков, расположенных в гидроциклоне.

Недостатком такого гидроциклона является то, что он не обеспечивает пол- 15 ное извлечение твердой фазы из пульпы, так как не обеспечивается оптимальное регулирование гидродинамического про-. цесса в цилиндрической части гидроциклона, это в свою очередь не позво- 29 ляет значительной части тонкодисперсных частиц, находящихся в объеме пульпы, изменить угловую скорость движения и достигнуть песковой части гидроциклона, 25, Цель изобретения — повышение степени отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц за счет повышения эффективности их осаждения по крупности. 30

Поставленная цель достигается тем, что в гидроциклон для извлечения твердой фазы из пульпы в цилиндрическую его часть устанавливают вращающийся диск с направляющими профильными лопатками, высоты которых находятся на конгруэнтных кривых и уменьшаются от центра диска к периферии, лопатки располагают по обе стороны диска со смещением на угол 10 — 15О для закручива40 ния потока пульпы с угловой скоростью, обеспечивающей движение частиц по конгруэнтным траекториям сгущаемой ° среды и вывод материала требуемых классов крупности в песковую часть.

«45

На фиг.1 изображен гидроциклон, общий вид; на фиг.2 — диск с профильны"-".! ми лопатками и разрер А-А.

В цилиндрической части 1 гидроцик1 56 лона 2 установлен вращающийся от электродвигателя 3 диск 4, на котором по обе стороны со смещением на угол

10 — 15 размещают профильный лопатки

5, высоты которых находятся на конгруэнтных.кривых и уменьшаются от центра диска к периферии. Профильные лопатки закручивают остаточный поток пульпы с угловой скоростью, обеспе» чивающей движение частиц по конгрузнтным траекториям сгущаемой среды.

Исходная пульпа через входной патрубок 6 поступает в цилиндрическую часть 1 гидроциклона 2. Далее пульпа с помощью вращающихся направляющих профильных лопаток 5 приобретает дополнительную угловую скорость, обеспечивает движение тонкодисперсных частиц по конгруэнтным траекториям, разделяя поток пульпы на несколько мелких потоков, и направляется к стенке цилиндрической части 1 гидроциклона 2, одновременно разделяясь на более мелкие потоки по весу частиц, получая направленное движение по спирали. При этом диск 4, ограничивающий снизу поток, не дает возможности пульпе уйти в слив, минуя процесс разделения твердых частиц по весу, к сливному патрубку 7 (при этом ликвиди-, руется подкрышечный вихревой поток).

Направление потока от центра к периферии ускоряет начало разделения твердых частцц по весу, поскольку пульпа, продвигаясь по поверхности профильных лопаток, также подвергается воздействию центробежной силы. В результате того, что расклассифицированный по классам крупности материал движется с различной угловой скоростью, между потоками возникают силы трения, которые выносят тонкодисперсные частицы по периферии конической части 8 гидроциклона в песковую часть 9, а шламы выводятся в слив. Кроме того, часть пульпы, содержащая тонкодисперсные частицы, не достигшие по размерам песковой части гидроциклона, направляется восходящим потоком к нижней части вращающегося диска и за счет направляющих профильных лопаток, закрепленных в нижней его части со смещением относительно верхнего ряда на угол 1015, также нриобретает дополнительную угловую скорость, а твердые частицы отжимаются к периферии гидроциклона.

Смещение верхнего ряда направляю щих профильных лораток по отношению к нижнему ряду на угол 10 — 15О дает возможность более полного наполнения тонкодисперсными частицами потоков, движущихся с различной угловой скоростью, а это в свою очередь увеличи вает силы трения между расклассифици рованнымн по классам крупности потоками и, следовательно, приводит к интенсинному выпадению твердой фазы в песковую часть гидроциклона за счет регулирования. гидродинамических процессов отделения твердых частиц в ци5 линдрической и конической частях | идроциклона„

В результате прохождения пульпы через гидроциклон достигается максимальное отделение твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц, повышается производительность его по твердому.

П р и и е р. С целью проверки работоспособности и эффективности предлагаемого изобретения на испытательном стенде рудника Зыряновского свин.цового комбината были проведены исследования по повышению эффективности осаждения пульпы по крупности. N

Испытательный стенд для проверки эффективности работы предлагаем6го .гидроциклона по извлечению твердой фазы из пульпы состоит из двух гидроциклонов, находящихся иа одной пло- 25 щадке. Один гидроциклон выполнен по предлагаемому изобретению, другой представляет собой модель, взятую ав-" торами за прототип.

Подаваемая на вход гидроциклонов пульпа в обоих случаях имела однородный состав с одинаковым соотношением твердой и жидкой фазы.

На выходе из гидроциклонов в пес: Ковой и сливной части отбирались пробы продуктов гидроциклонирования для качественного анализа и сравнения результатов извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклонах.

Сравнительные данные испытания приведены в табл.1. гф

За показатель эффективности принималась степень сгущения. Оценка эффективности работы гидроциклона осуществлялась по качеству и количественному содержанию фракций песков, 45 получаемых после гидроциклонирования.

Как видно иэ табл. 1 степень сгущения пульпы у гидроциклона с направM ляющими яf)офильными ||опатками равно ложенными на вращающемся диске по обе его стороны, высоты которых находятся на кон руэ;|тных кривых и уменья.-цотся от центра диска к периферии, вьяие на

9% по сравнению с известным гидроцик-! лоном, Технико-экономические показатели извлечения твердого из пульпы в известном и предлагаемом гидроциклонах, приведены в табл.,2.

Применение предлагаемого гидроциклона позволяет обеспечить повышение отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц и эффектинность их осаждения по крупности, что в свою очередь позволит снизить себестоимость твердой фазы пульпы, применяемой для закладочных работ на 18 - 20 %,.Для условного обьема закладки на 1 млн.мз требуется переработать 8 млн„м пульпы при содержании в ней твердого 25% и его извлечении 50%.

Следовательно, предлагаемый гидроциклон позволяет значительно повысить степень осветления слива, предотвратить потери со сливом и повысить степень извлечения песков из пульпы без увеличения производственных площадей.

Вор и у ла и з о б р е т е и и я

Гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус, входной патрубок, песковую насадку и сливную трубу, вращающийся диск с вогнутыми лопатками,. отличающийся тем, что, с целью повышения степени отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц, лопатки расположены по обе стороны диска со смещением на угол t0 — 15, при этом о высоты лопаток находятся на конгруэнтных кривых и уменьшаются от центра диска к периферии.

1734866

Таблица1

Известный гидроциклон

Предлагаемый гидроциклон

10,0

10,0.

25,0

25,0

65,4

36,8

73,0

60,8

Т а б л и ц а 2

Условный объем перерабатываемой пульпы, м /год

Содержание твердого в исходной пульпе,, %

Полные затраты на извлече ние твердого.из пульпы тыс.руб. 200 ° 0

Получено песков, тыс.т 187,0

Себестоимость 1 т песков,выруб. 0,35

Снижение себестоимости, руб.

Экономический эффект на условный объем закладки 1 млн мэ, тыс.руб.

200,0

203,5

0,33

0,02

150,0

Свойства гидроциклона

Производительность гидроциклона, м /ч

Содержание твердого в питании, %

Содержание твердого в лесковой части, %

Степень сгущения пульпы, %

000000 1 000000

25 25

1734866

Маг 2

Составитель Л.Крупник

Текред Л,Олийнык Корректор И.Муска

Редактор В.Данко

Заказ 1768 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,10!