Способ извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к способам и устройствам для извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне и позволяет повысить эффективность отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц за счет интенсификации процесса сгущения. Способ заключается в подаче в поток пульпы водного раствора ПАВ, облученного монохроматическим когерентным излучением в течение 5-10 с. Водный раствор ПАВ подают в цилиндрическую часть гидроциклона через вертикальный трубопровод, разветвляющийся на патрубки различной длины, концы которых расположены на конгруэнтных кривых и ориентированы в сторону закручивания потока пульпы. 2 с. п. ф-лы, 3 ил., 2 табл. i с «о Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 04 С 5/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4857766/26 (22) 10.08.90 (46) 15.06.92, Бюл. М 22 (71) Зыряновский свинцовый комбинат ИМ.

60-летия СССР (72) А.И.Гановичев, Л.А.Крупник, А.М.Мандровский, А.И.Соболев и И.Т.Соболев (53) 621.928.37(088.8) (56) Патент Франции М 212390, кл. В 64 С 7/00, 1972.

Электромагнитная активация воды затворения твердеющей закладки. Информационный листок М 100, сер, 07.08. Алма-Ата, КаэНИИНТИ, 1973..

Поваров А.И. Гидроциклоны на обогати-. тельных фабриках. — M,: Недра, 1978, с. 186.

Изобретение относится к способу извлечения твердой фазы из пульпы и может быть использовано, например, для сгущения пульпы текущих флотационных хвостов обогащения на предприятиях горной промышленности, где ведется закладка выработанного пространства, Известен способ заключения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне. заключаю- . щийся в том, что повышение эффективности сгущения твердой фазы пульпы достигается

Вращением диска с вогнутыми лопатками от электродвигателя, причем частота вращения. регулируется устройством, в котором ротор вращается от привода с переменным числом оборотов и управляется по сигналам от датчиков, расположенных в гидроцикло, не.

Недостатком этого способа является то, что он не позволяет осуществить эффектив„„5U, 1740079 А1

2 (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ ИЗ ПУЛЬПЫ В ГИДРОЦИКЛОНЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к способам и устройствам для извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне и позволяет повысить эффективность отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц за счет интенсификации процесса сгущения. Способ заключается в подаче в поток пульпы водного раствора

ПАВ, облученного монохроматическим когерентным излучением .в течение 5 — 10 с. Водный раствор ПАВ подают в цилиндрическую часть гидроциклона через вертикальный трубопровод, разветвляющийся на патруб-. ки различной длины, концы которых расположены на конгруэнтных кривых и ориентированы в сторону закручивания потока пульпы. 2 с. и. ф-лы, 3 ил.. 2 табл. ное извлечение. Твердой фазы из пульпы, так как не обеспечиваешься оптимальное регулирование гидродинамического процесса в цилиндрической части гидроциклона. Этг в свою очередь не позволяет значительной части тонкодисперсных частиц, находящихся в объеме пульпы, достигнуть песковой наседки гидроциклона.

Другой известный способ электромагнитной активации водных систем в гидроциклоне заключается в том, .что эффективность осаждения твердой фазы достигается воздействием на пульпу электромагнитным полем посредством системы, состоящей из соленоида, расположенного на внешней поверхности цилиндрической части гидроциклона, который создает магнитное поле вдоль гидроциклона, и двумя изолированными электродами (корпус аппарата и внутренний стержень).

1740079

35

Это позволяет получать радиальное электрическое поле, ориентированное перпендикулярно направлению движения жидкости, которое ускоряет межфазные переходы и интенсифицирует процесс водоотделения.

Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает полное извлечение твердой фазы из пульпы и имеет более низкую эффективность-по сравнению с предыдущим способом, так как не весь объем пульпы, подаваемой в гидроциклон, подвергается воздействию электромагнитного поля. Это препятствует эффективному водоотделению в конусной части, в результате чего тонкодисперсные частицы выносятся в слив.

Цель изобретения — повышение эффективности отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц за счет интенсификации процесса сгущения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне в поток пульпы вводится раствор поверхностно-активного вещества (ПАВ), предварительно облученный монохроматическим когерентным излучением в течение 5 — 10 с. Водный раствор ПАВ подается через вертикальный трубопровод, -установленный в цилиндрической части корпуса гидроциклона и разветвляющийся на патрубки различной длины. концы которых расположены на конгруэнтных кривых и ориентированы в сторону закручивания потока пул ьп ы. Подачу раствора осуществляют со скоростью, обеспечивающей движение частиц по конгруэнтным траекториям сгущаемой среды и эффективный вывод материала требуемых классов крупности в песковую часть.

На фиг.1 изображен гидроциклон, осуществляющий способ, общий вид; на фиг,2 — устройство подачи водного раствора

ПАВ с разветвляющимися патрубками различной длины; на фиг,3 — его развертка, В цилиндрическую часть 1 гидроциклона 2, реализующего способ, устанавливают вертикальный трубопровод 3, посредством которого подается водный раствор ПАВ, облученный монохроматическим когерентным излучением гелий-неоновым лазером. 4 (например, ЛГ-38 с длиной волны 0,628 мкм и энергией излучения 40 мВт) в промежуточ. ной емкости 5. Вертикальный трубопровод

3 для подачи водного раствора ПАВ разветвляется на патрубки 6 различной длины, концы которых расположены на конгруэнтных кривых и ориентированы в сторону закручивания всего объема потока пульпы с угловой скоростью, обеспечивающей движение частиц по конгруэнтным траекториям сгущаемой среды.

Способ и устройство реализуются следующим образом.

Раствор ПАВ, облученный гелий-неоновым лазером 4 (в промежуточной емкости 5), подается через вертикальный трубопровод

3 и разветвляющиеся патрубки 6 различной длины в цилиндрическую часть 1 корпуса гидроциклона 2. Сюда же через входной патрубок 7 подается пульпа, которая начинает свое вращение по спирали. В результате одновременной подачи облученного монохроматическим когерентным излучением водного раствора ПАВ и исходной пульпы происходит их смешение, и поток пульпы приобретает различную для каждого класса крупности материала скорость, обеспечивающую движение тонкодисперсных частиц по конгруэнтным траекториям, разделяя его по весу частиц на несколько мелких потоков, движущихся направленно по различным спиралям. 3TQ происходит в результате того, что разветвляющиеся пэтрубки имеют различную длину и выполнены так, что их выходные отверстия ориентировани в сторону закручивания потока и расположены на конгруэнтных кривых. это создэетусловия для более полного наполнения тонкодисперсными частицами потоков, двигающихся с различной угловой скоростью, Кроме того, такое расположение разветвляющихся патрубков 6, имеющих различную длину, не дает возможности пульпе уйти в слий через сливную трубу 8, минуя процесс разделения твердых частиц по весу. Направленноедвижение потока от центра к периферии ускоряет начало разделения твердых частиц по массе, так как расклассифицированный в цилиндрической части. корпуса гидроциклона по классам крупности материала движется с различной угловой скоростью, а это в свою очередь увеличивает силы межпоточного трения, которое приводит к интенсивному выпадению тонкодисперсных частиц по периферии конической части 9 гидроциклона 2 к песковой насадке 10.

Таким образом, осуществление данного способа извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне позволяет регулировать гидродинамические процессы отделения твердых частиц в цилиндрической и конической частях гидроциклонэ. В результате достигается максимальное отделение твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц за счет интенсификации процесса сгущения, повышается производительность по твердому.

1740079

Пример. С целью проверки работоспособности предлагаемого способа.на испытательном стенде рудника им,ХХИ съезда

КПСС Зыряновского свинцового комбината были проведены исследования по повышению эффективности отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц, Испытательный стенд для проверки эффективности способа .извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне представляет собой два независимых гидроциклона, находящихся на одной площадке, Один гидроциклон выполнен с возможностью извлечения твердой фазы из пульпы по предлагаемому изобретению, другой (взят за базовый объект) соответствует используемому для сгущения текущих хвостов на закладочном комплексе рудника.

Подаваемая нэ вход гидроциклонов пульпа в обоих случаях имела однородный гранулометрический состав с одинаковым соотношением твердой и жидкой фаз.

В цилиндрическую часть гидроциклона, осуществляющего предлагаемый способ, подавался водный раствор полиакриламида, предварительно облученный гелийнеоновым лазером ЛГ-38 с длиной волны

0,628 мкм и энергией излучения 40 мВт.

На выходах гидроциклонов после пес. ковой насадки и сливной трубы отбирали пробы продуктов гидроциклонирования для качественного анализа и сравнения способов извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклонах, За показатель эффективности способа принимали степень сгущения. Эффективность. способа оценивали по качественному и количественному содержанию фракций песков, получаемых после гидроциклониро.вания.

Сравнительные результаты испытаний способа извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне представлены в табл.1.

Как видно иэ табл.1, максимальная степень сгущения пульпы при работе испытательного стенда по способу извлечения . твердой фазы в гидроциклоне с облучением водного раствора ПАВ монохроматическим когерентным излучением и подачей его в поток пульпы через вертикальный трубопровод, разветвляющийся на патрубки различной длины, концы которых расположены на конгрузнтных кривых и ориентированы в сторону закручивания потока, выше на

78.8 по сравнению со способом извлечения твердой фазы из пульпы, принятым за базовый; содержание твердого в песковой части повышается на 15,9%.

Технико-экономические показатели извлечения твердой фазы из пульпы по способу, принятому за прототип. и предлагаемому в качестве иэобретс ния при5 ведены в табл.2.

Применение предлагаемого способа позволяет обеспечить повышение эффектив- . ности отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц за

10 счет интенсификации процесса сгущения, что в свою очередь позволит снизить себестоимость твердой фазы пульпы. применяемой для закладочных работ, на 15 Для условного объема закладки на 1 млн. м

15 требуется переработать 8 млн. м,пульпы при содержании в ней твердого 25 и его извлечении 50 .

При использовании предлагаемого способа потребуется переработать 7,25 млн. м

20 пульпы. При стоимости переработки 1 м пульпы 0,2 руб. экономический эффект составитт:

Э = (П1 — П2) С = (8000000— — 725000) 0,2 = 150 тыс. руб, 25 Следовательно, способ .извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне по предлагаемому способу позволяет значительно повысить степень осветления слива, предотвратить потери твердого со сливом и

30 повысить степень извлечения песков из пульпы без увеличения производственных площадей.

Формула изобретения

1. Способ извлечения твердой фазы из .

35 пульпы в гидроциклоне, заключающийся в воздействии на пульпу центробежных сил, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отделения твердой фазы с высоким содержанием тонко40 дисперсных частиц за счет интенсификации процесса сгущения, в поток пульпы вводят раствор ПАВ, облученный монохроматическим когерентным излучением в течение 510 с.

45 2. Устройство для извлечения твердой . фазы иэ пульпы в гидроциклоне, включающее цилиндроконический корпус с входным патрубком, сливной трубой и песковой насадкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с

50 целью повышения эффективности отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц за счет интенсификации процесса сгущения, оно снабжено установленным в цилиндрической части

55 корпуса вертикальным трубопроводом для подачи водного раствора ПАВ, разветвляющимся на патрубки различной длины, концы которых расположены на конгруэнтных кривых и ориентированы в сторону закручива.ния потока пульпы.

1740079

Таблица 1

Таблица 2

Показатель

Базовый

П е лагаемый

1000000

1000000

25

200,0

187,0

0,35

200,0

203,5

0,3

0,05

150 условный объем перерабатываемой пульпы, м /год

Содержание твердого в исходной пульпе о, Полные затраты на извлечение твердого из пульпы, тыс.руб.

Получено песков, тыс.т

Себестоимость 1 т песков, руб.

Снижение себестоимости, руб.

Зкономический эффект на условный объем закла ки, 1 млн. м, тыс, б, Варианты способа извлечения твердой азы из и льпы

1740079

Составитель А; Мандровский

Редактор A. Маковская Техред M.Моргентал Корректор С. Черни

Заказ 2934 Тираж Подписное

BHNNnN Государственного комитета оо изобретениям и открытиям ори ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раукская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101