Лектор – доц. Смирнов В.О.
Донецьк-2008
СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
Основна
1. Шохин В.Н., Лопатин А.Г. Гравитационные методы обогащения: Учеб. для вузов. - М.: Недра, 1980.- 400 с.
2. Смирнов В.О., Білецький В.С. Гравітаційні процеси збагачення. – Донецьк: Східний видавничий дім, 2005. –300 с.
Допоміжна
3. Бедрань Н.Г. Обогащение углей: Учеб. для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1988.- 206 с.: ил.
4. Берт Р.О. Технология гравитационного обогащения: Пер. с англ./ Пер. Е.Д. Бачевой. - М.: Недра, 1990.- 574 с.: ил.
5. Полькин С.И., Адамов Э.В. Обогащение руд цветных металлов: Учеб. для вузов. - М.: Недра, 1983.- 400 с.
6. Справочник по обогащению руд: В 4 т./ Гл. ред. О.С. Богданов. - М.: Недра, 1984.
7. Справочник по обогащению углей/ Под ред. И.С. Благова, А.М. Коткина, Л.С. Зарубина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1984.- 614 с.
8. Справочник по обогащению руд черных металлов. - 2-е изд., перераб. и доп. под ред. С.Ф. Шинкоренко. - М.: Недра, 1980.- 527.
9. Методичні вказівки для самостійної роботи по курсу «Гравітаційні процеси збагачення» (для студентів спеціальності 7.090302 «Збагачення корисних копалин», напрям підготовки 6.0903 – «Гірництво») / Уклад. В.О. Смирнов. Донецьк: ДонНТУ, 2005. - 13 с.
Література: [1] c. 370 – 396; [2] c. 62 – 87, 216 - 229; [3].
1. ГРАВІТАЦІЙНІ ПРОЦЕСИ ЗБАГАЧЕННЯ
ГАЛУЗІ ЗАСТОСУВАННЯ ГРАВІТАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ
Гравітаційними називаються процеси збагачення корисних копалин, що ґрунтуються на використанні гравітаційного поля, в якому розділення мінеральних частинок відбувається внаслідок різниці їх густини, крупності і форми.
Застосування гравітаційних процесів у практиці збагачення корисних копалин визначається: речовинним складом збагачуваного матеріалу і його крупністю, характеристикою збагачуваності корисної копалини, техніко-економічними показниками. Розділення звичайно відбувається в рухомому середовищі з досить високим вмістом твердого. У цих умовах на частинку діють сили ваги, гідродинамічного опору і тертя.
|
|
Крупність корисних копалин, що переробляються гравітаційними процесами, складає від 0,1 до 300 мм. З цих причин гравітаційні процеси займають провідне місце в практиці переробки вугілля, золотовмісних, олов'яних, вольфрамових, молібденових руд і руд чорних металів. Гравітаційні процеси можуть використовуватися як самостійно, так і в поєднанні з іншими процесами збагачення: флотацією, промивкою, магнітною або електричною сепарацією та ін.
За широтою діапазону вихідних характеристик збагачуваної сировини, різноманітністю умов застосування у технологічних схемах збагачувальних фабрик, простотою виробничого комплексу, високою продуктивністю збагачувальних апаратів гравітаційні процеси перевершують багато інших процесів збагачення і забезпечують ефективне розділення мінеральних сумішей при відносно низьких матеріальних, трудових і енергетичних витратах.
СЕРЕДОВИЩА ГРАВІТАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ
При гравітаційному збагаченні корисних копалин як середовища використовують воду, повітря, важкі рідини і суспензії, розчини електролітів. Реологічні властивості середовищ, що впливають на результати розділення: густина, в'язкість і стійкість.
Густина середовища – відношення маси середовища до його об’єму:
Δ = m* / W* , (1.5)
де Δ – густина середовища, кг/м3; m * – маса середовища, кг; W * – об’єм середовища, м3.
Найчастіше як середовище при гравітаційному розділенні корисних копалин використовується вода, густина якої за нормальних умов (тиск р = 0,1 МПа;температура Т = 293ºК) складає 1000 кг/м3. Густина повітря в нормальних умовах – 1,23 кг/м3.
Характеристики деяких важких рідин, застосовуваних в основному для аналізів і вивчення збагачуваності корисних копалин, наведені в табл. 1.1.
Таблиця 1.1 – Характеристики важких рідин
| Назва | Хімічна формула | Густина, кг/м3 | Розчинність у | ||||
| воді | спирті | бензині | бензолі | ефірі | |||
| Хлористий цинк Тетраброметан Йодистий метилен Рідина Сушина-Рорбаха Рідина Клерічі | ZnCl2 C2H2Br4 CH2I2 BaI2 + HgI2 CH2(COOTl)2·HCOOTl | 2070 2960 3320 3500 4200 | + - - + + | - + + + - | - + + + - | - + + + - | - + + + - |
Важка рідина повинна відповідати наступним вимогам:
|
|
- густина рідини повинна бути значно більшою густини легкого мінералу, повинна бути регульованою і не повинна змінюватися з часом;
- в'язкість рідини і її розчинність у воді повинні бути мінімальними;
- токсичність рідини повинна бути в межах санітарних норм і вона не повинна взаємодіяти з розділюваними мінералами;
- рідина повинна мати високу здатність до регенерації, а її вартість не повинна бути високою.
Найбільш повно цим вимогам відповідає тетраброметан (нетоксичний, недорогий, не розчинюється в воді і т.д.).
Аналогічні вимоги висуваються і до суспензій. Густина суспензій визначається густиною обважнювача і його об'ємним вмістом у суспензії:
(1.6)
де Δс, Δ, δо - густина суспензії, води і обважнювача, кг/м3; со – об'ємна концентрація обважнювача в суспензії, частки од.
Як обважнювачі можуть бути застосовані: пірит, галеніт, магнетит, феросиліцій та ін.
У практиці гравітаційного збагачення для приготування суспензій на вуглезбагачувальних фабриках використовують магнетитовий концентрат густиною 4400 – 4700 кг/м3, на рудозбагачувальних фабриках – феросиліцій густиною 6800 – 7200 кг/м3, які задовольняють усім вимогам до обважнювачів.
В'язкість – властивість середовищ чинити опір відносному руху їхніх сусідніх елементарних шарів. Причина опорів, що виникають при русі рідин, є внутрішнє тертя між сусідніми дотичними шарами. Відповідно до закону Ньютона сили внутрішнього тертя:
FT = S μ 
, Н, (1.7)
де FT - сила внутрішнього тертя, Н; S - площа дотичних шарів, м2; μ - динамічний коефіцієнт в'язкості, Па∙с; du - різниця швидкостей руху сусідніх елементарних дотичних шарів, м/с; dh - відстань між осями сусідніх елементарних шарів, м; du/dh - градієнт швидкості, с-1.
При нормальних умовах динамічний коефіцієнт в'язкості води μ = 0,001 Па∙с, а повітря μ = 0,000018 Па·с. Нормальні умови розділення забезпечуються при динамічній в'язкості розділового середовища, яка не перевищує 0,007 Па∙с.
Динамічний коефіцієнт в'язкості суспензії при об'ємній концентрації обважнювача до 40 % визначається за формулою Ванда:
, (1.8)
де μс , μ0 - динамічні коефіцієнти в'язкості суспензії і води, Па∙с; со - об'ємна концентрація обважнювача, частки од.
Стійкість суспензії – здатність її зберігати задану густину у різних по висоті шарах.. Підвищення стійкості суспензій може бути досягнуто різними способами: створенням висхідних і горизонтальних потоків; застосуванням обважнювачів визначеного складу; додаванням реагентів-пептизаторів; фізико-механічними впливами.
Література до розділу 1: [1] c. 5 – 22, [2] c. 7 - 14
Густина
фракцій, т/м3
Вихідне
Вугілля
Фракції, що
Спливають
Фракції,
Що тонуть
|
|
Фракційний аналіз виконується послідовним розділенням проби матеріалу, що досліджується, в рідинах визначеної густин. Результати фракційного аналізу записують в таблицю визначеної форми.
Криві збагачуваності будують у системі координат, де по осі нижній абсцис відкладають зольність фракцій (або вміст цінного мінералу), по верхній осі абсцис – густину розділення, по лівій осі ординат – сумарний вихід фракцій, що спливли, по правій осі ординат – сумарний вихід фракцій, що потонули.
Криві збагачуваності показують залежності між основними технологічними показниками збагачення:
λ – залежність між сумарним виходом і зольністю елементарних фракцій;
β – залежність між сумарним виходом фракцій, що спливли, і їхньою зольністю;
Θ – залежність між сумарним виходом фракцій, що потонули, і їхньоюзольністю;
δ – залежність між розділовою густиною і виходами фракцій.
За кривими збагачуваності визначають теоретичні показники збагачення корисної копалини, густину розділення, можливість шихтовки різновидів сировини. Крім того, по характеру кривої λ можна судити про збагачуваність матеріалу, що переробляється. Залежно від характеру кривої λ можна припустити три теоретичних випадки розділення матеріалу (рис. 3.2).
 |
Крива λ, щозображена ламаною лінією, характеризує матеріал, який не містить зростків і в процесі збагачення ідеально розділяється на два продукти (рис. 3.2 а). Якщо крива λ має вигляд прямої лінії, нахиленої під деяким кутом φ, це означає, що матеріал містить значну кількість зростків при нерівномірному вкрапленні корисного мінералу, збагачуваність такого матеріалу винятково важка (рис. 3.2 б). Якщо крива λ зображена вертикальною прямою (φ = 90о), матеріал збагатити неможливо, тому що вся його маса складається із найтонших зростків мінералів, що не руйнуються при подрібненні (рис. 3.2 в).
 |
Ч им складніша збагачуваність корисної копалини, тим складнішою повинна бути схема збагачення і тим ефективнішими повинні бути використовувані в ній процеси збагачення.
При роздільному збагаченні двох машинних класів або корисних копалин двох шахт (кар’єрів) варіантів розділення може бути багато, але вибрати необхідно той, який дозволить одержати максимальний вихід концентрату заданої якості.
|
|
Відповідно до теореми про максимальний вихід концентрату: «При заданій якості сумарного концентрату його максимальний вихід може бути отриманий тільки в тому випадку, якщо розділення окремих класів (або матеріалів) у кожній окремій операції здійснюється за елементарними фракціями з однаковою розділовою ознакою (наприклад, зольністю)».
Таблиця 3.2 – Класифікація вугілля за збагачуваністю
| Ступінь збагачуваності | Категорія збагачуваності | Показник збагачуваності, % |
| Легкий | 1 | До 5 вкл. |
| Середній | 2 | Більше 5 до 10 вкл. |
| Важкий | 3 | Більше 10 до 15 вкл. |
| Дуже важкий | 4 | Більше 15 |
Запропоновано велике число графічних і аналітичних методів оцінки збагачуваності. Усі графічні методи оцінки засновані на використанні кривих збагачуваності, що будуються за результатами фракційного аналізу. Однак усім графічним методам притаманний загальний недолік, що полягає в трудомісткості використання і істотній погрішності результатів.
Аналітичні методи оцінки збагачуваності оперують, головним чином, виходами і зольностями фракцій (концентратної, промпродуктової і породної) при різних сполученнях зазначених параметрів, що також не дозволяє одержати досить точний критерій оцінки. Тому основним методом оцінки збагачуваності вугілля є стандартний за ГОСТ 10100-84.
Таблиця 3.3 – Дані для побудови кривих розділення вугілля за Тромпом
| Густина, т/м3 |
Вихідний
Концентрат
Відходи
Криві розділення будують у системі координат – середня густина фракцій – вилучення фракцій у продукти розділення. Оскільки при розділенні на два продукти дотримуються залежності:
(3.4)
і 
(3.5)
то криві ТК і ТВ симетричні і тому використовують лише ТВ, яка за формою нагадує інтегральну криву Гаусса.
 |
Граничною густиною розділення δР називають густину елементарної фракції, імовірність вилучення якої в продукти розділення однакова. Густину розділення визначають проекціюванням на ось абсцис точки кривої ТВ, що відповідає вилученню ε = 50 %.
Відхилення від ідеального розділення характеризується середнім ймовірним відхиленням Еpm і коефіцієнтом погрішності розділення І.
Середнім ймовірним відхиленням Еpm від густини розділення називають напіврізницю густин точок кривої розділення ТВ, які відповідають вилученню 75 і 25 %:
|
|
Epm= 0,5(δ75 – δ25), кг/м3 . (3.6)
При розділенні в машинах з важким середовищем (в важкосередовищних сепараторах і гідроциклонах) при зміні густини розділення δР (крива ТВ симетрична) величина Epm змінюється несуттєво. При розділенні в машинах з водним і повітряним середовищем Еpm зростає пропорційно різниці (δР – 1000), у цьому випадку крива ТВ несиметрична, коефіцієнт погрішності:
І = Еpm/(δP - 1000). (3.7)
Параметри Epm та І не залежать від фракційного складу вихідного вугілля і характеризують ефективність роботи збагачувальної машини залежно від її питомої продуктивності і крупності живлення. Чим менша величина параметрів Epm і І, тим ефективніше працює машина.
За параметрами Epm і І можна визначити фракційний склад, вихід і зольність продуктів збагачення при заданому фракційному складі вихідної сировини. Для цього використовують інтеграл ймовірності Гаусса, що виражає нормальний закон розподілу сумарної ймовірності випадкової величини.
Література до розділу 3: [2] c. 27 - 64
ГІДРАВЛІЧНА КЛАСИФІКАЦІЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕСУ
Гідравлічна класифікація – процес розділення суміші мінеральних зерен на класи крупності за швидкістю їхнього падіння у воді.
При гідравлічній класифікації розділення суміші на класи відбувається у відповідності з закономірностями рівнопадання. Принцип процесу гідравлічної класифікації оснований на зміні траєкторії руху зерен матеріалу, який розділяють, під впливом гравітаційних сил, сил опору середовища руху зерен та інерційних сил. Залежно від напрямку цих сил гідравлічна класифікація може здійснюватися в горизонтальних, вертикальних і криволінійних потоках.
Гідравлічна класифікація є підготовчим, допоміжним і рідше збагачувальним процесом.
Гідравлічна класифікація застосовується для розділення зерен за граничною крупністю більш 40 мкм, а знешламлювання – по зерну розміром – 10 – 70 мкм. Під граничною крупністю класифікації розуміють розмір зерен, імовірність вилучення яких у продукти розділення однакова (по 50 %). Верхня межа крупності матеріалу, що направляється на класифікацію, складає для руд не більше 6 мм, для вугілля – 13 мм.
Коефіцієнтом шкали гідравлічної класифікації S називається відношення послідовних швидкостей висхідних струменів води в класифікаторі. Коефіцієнт шкали гідравлічної класифікації пропорційний коефіцієнту рівнопадання:
– для вільних умов: 
, (4.1)
– для стиснених умов: 
. (4.2)
ЕФЕКТИВНІСТЬ КЛАСИФІКАЦІЇ
При ідеальній роботі класифікатор повинен виділяти з вихідного матеріалу всі дрібні фракції і не допускати вилучення великих зерен у дрібний продукт. Отже, поняття ефективності класифікації повинне відбивати як кількісну характеристику процесу – ступінь вилучення дрібного класу в злив, так і якісну – гранулометричний склад зливу.
Ефективність класифікації визначається за формулою:
, (4.6)
де 
– вилучення зерен крупністю менше 
мм у злив, %; 
– вилучення зерен крупністю більше мм у піски, %.
Оцінка якості продуктів класифікації і самого процесу здійснюється за допомогою ситового аналізу.
У загальному випадку ефективність класифікації збільшується при зниженні питомих навантажень, при класифікації розріджених пульп, а також при розділенні матеріалів з малим вмістом зерен проміжних розмірів (близьких до граничного крупності). Ефективність класифікації сучасних апаратів коливається від 70 до 90 %.
КЛАСИФІКАТОРИ
На збагачувальних фабриках класифікатори використовують для замикання циклу подрібнення, знешламлювання продуктів, розділення вихідного матеріалу перед збагаченням, зневоднення продуктів. Апарати гідравлічної класифікації підрозділяють за двома основними ознаками: за силовим полем, під дією якого здійснюється розділення суспензії, і за способом розвантаження пісків.
Механічні класифікатори
Механічні класифікатори працюють за принципом розділення вихідного продукту в горизонтальному потоці на крупну фракцію – піски і дрібну – злив. Розвантаження пісків здійснюється механічним способом – примусово.
Залежно від конструкції розвантажувальних пристроїв розрізняють механічні класифікатори: спіральні, скребкові, елеваторні (багер-зумпфи) і ін.
Спіральні класифікатори найбільше часто використовують у замкнених циклах подрібнення для одержання готового за крупністю продукту, що направляється в збагачення, рідше їх використовують для відмивання глинистих матеріалів, а також для зневоднення зернистих продуктів. Максимальна крупність живлення спіральних класифікаторів малих розмірів складає 6 мм, великих – до 12 мм.
Спіральний класифікатор (рис. 4.1) складається з нахиленої під кутом 14 – 20° ванни 1, у якій поміщені один або два вали 2 із закріпленими на них спіралями 3.
Верхня цапфа вала шарнірно закріплена в опорних підшипниках, що дозволяє робити запуск апарата під навантаженням без очищення ванни від пісків (після його аварійної зупинки).
У процесі класифікації в апараті залежно від стану і режиму руху пульпи розрізняють чотири шари по висоті ванни і три зони по довжині (рис. 4.2).
Чотири шари по висоті ванни класифікатора мають різні густину і крупність:
– шар 1 – нерухомий і густий (постіль класифікатора);
– шар 2 – осілі піски, що безупинно переміщуються і розвантажуються;
– шар 3 – густа суспензія, що перемішується і розділяється на шари 2 і 4;
– шар 4 – висхідні і горизонтальні потоки, спрямовані до зливного порогу
Перемішування пульпи в трьох зонах відбувається з різною інтенсивністю:
– зона І характеризується малою глибиною й інтенсивним перемішуванням пульпи;
– зона ІІ – зона класифікації зерен при незначній інтенсивності перемішування;
– зона ІІІ характеризується висхідними потоками, що виносять зерна в злив.
Продуктивність класифікатора визначається з використанням емпіричних формул:
по зливу: 
Q зл = 4,56 m k β k δ k c k α D 1,768, т/год; (4.7)
по піскам: Q п = 5,45 m k δ k α D 3 n, т/год (4.8)
де m, D, n – число, діаметр (м) і частота обертання спіралей (хв-1); k β, k δ, k c, k α – коефіцієнти, що враховують відповідно крупність зливу, густину руди, розрідженість зливу і кут нахилу ванни класифікатора.
Елеваторні класифікатори (багер-зумпфи) з механічною видачею осаду (рис. 4.3) застосовуються в практиці вуглезбагачення для попереднього зневоднення і відділення шламів із дрібного концентрату і рідше для виділення грубозернистої частини з дрібних продуктів і знешламлювання рядового вугілля. Гранична крупність класифікації складає приблизно 0,5 мм.
 |
Елеваторний класифікатор являє собою залізобетонну ємність, з якої осілий матеріал вивантажується елеватором з перфорованими ковшами.
Об’ємна продуктивність елеваторного класифікатора розраховується за формулою:
м/с, (4.9)
де q0 – питома об’ємна продуктивність, м3/год•м2; F – площа дзеркала класифікатора (звичайно F = 36 м2).
Скребкові класифікатори відстійного типу призначені для знешламлювання рядового вугілля і дрібного концентрату, а також для попереднього зневоднення дрібного концентрату відсаджувальних машин.
Скребковий класифікатор являє собою металеву ванну 1 прямокутної форми з горизонтальною і похилою частинами (рис. 4.4).
Принцип дії скребкового класифікатора, як і елеваторного, оснований на осадженні грубозернистого матеріалу під дією сили ваги. Розділення на грубозернисту фракцію і шлам відбувається в горизонтальній частині ванни, а похила частина, у днище якої встановлене щілинне сито, служить для видачі і зневоднення осаду.
Гідравлічні класифікатори
Гідравлічні класифікатори працюють за принципом розділення вихідного продукту в горизонтальних і вертикальних потоках на крупну фракцію – піски і дрібну – злив. Розвантаження пісків здійснюється самопливом.
Конусний класифікатор – найбільш простий гідравлічний класифікатор. Розділення матеріалу відбувається в горизонтальному потоці. Класифікатори цього типу використовуються на збагачувальних фабриках в основному як буферні ємності і значно рідше (у зв'язку з низькою ефективністю) у допоміжних операціях для відділення пісків від шламів або для зневоднення знешламленого дрібнозернистого матеріалу. Конусний класифікатор являє собою конус 1 з кутом 60 - 65º, установлений на рамі вершиною вниз (рис. 4.5).
 |
Крупність розділення в конусних класифікаторах складає 0,15 мм. Характерним для цих класифікаторів є високе розрідження пісків (30 – 40 % твердого) і невисока ефективність (50 – 60 %).
Гідравлічні багатокамерні класифікатори використовують для підготовки подрібнених руд до збагачення. Вони призначені для розділення матеріалів на кілька класів за швидкістю їхнього осадження у водному середовищі (наприклад, перед концентрацією на столах).
Гідравлічні багатокамерні класифікатори (рис. 4.6) являють собою відкритий жолоб 1, У дно якого вмонтовані спіготи – пірамідальні класифікаційні камери 2 (число камер – 4, 6 або 8) з мішалками 3, камерами 4 тангенціального підведення води (вортексами) і конусами 5 для розвантаження крупних фракцій.
Крупність пісків, що послідовно розвантажуються з камер класифікатора, зменшується в напрямку потоку вихідного матеріалу. Швидкість висхідних потоків води в камерах також поступово зменшується оскільки вона повинна бути рівною кінцевій швидкості стисненого падіння зерен граничної крупності. Найдрібніший продукт видаляється через зливний поріг.
Об’ємна продуктивність гідравлічних багатокамерних класифікаторів розраховується за формулою:
м3/год, (4.10)
де L і B – довжина і ширина ванни класифікатора, м; V – кінцева швидкість осадження граничного зерна, м/с.
Гідроциклони застосовуються для класифікації за крупністю і знешламлювання дрібних і тонких продуктів. Вони використовуються також для згущення пульпи і збагачення.
Класифікаційний гідроциклон являє собою циліндроконічний апарат (рис. 4.7). Живлення під тиском подається у верхню частину циліндра за допомогою тангенціально розташованої живильної насадки 3. Злив вивантажується через зливний патрубок 4 у циліндричній частині 1 гідроциклона, а піски – через піскову насадку 5, розташовану в конічній частині 2.
 |
Швидкість руху частинки в гідроциклоні можна описати як векторну суму тангенціальної Vt, радіальної Vr і осьової Vx складових. Тангенціальна швидкість пульпи збільшується зі зменшенням відстані від осі, тому в гідроциклоні спостерігається різке зростання відцентрової сили від стінок до осі. Осьова швидкість частинки в зовнішньому потоці спрямована вниз, а у внутрішньому – вгору. Положення частинки по радіусу гідроциклона визначає, куди вона буде винесена вертикальним потоком – у злив чи у піски. Відносно рідкої фази пульпи частинки рухаються одночасно в осьовому і радіальному напрямках відповідно до діючих на них сил, головними з яких є відцентрова і сила опору середовища.
Диференціальне рівняння руху частинки в радіальному напрямку має вигляд:
, (4.11)
звідки радіальна швидкість переміщення частинки в рівноважному стані:
. (4.12)
де d – діаметр частинки, м; δ і Δ – густини частинки і середовища, кг/м3; μ – в’язкість середовища, Па·с; r – радіус обертання частинки, м.
Таким чином, з рівняння (4.12) видно, що крупність є основним розділовим параметром (інші параметри практично однакові).
ТЕХНОЛОГІЯ КЛАСИФІКАЦІЇ
На показники роботи гідроциклонів впливають конструктивні і технологічні фактори. До конструктивних факторів належать: форма і геометричні розміри гідроциклона, піскової насадки, живильного і зливного патрубків, спосіб установки гідроциклона; до технологічних факторів – тиск на вході і властивості оброблюваної пульпи (вміст твердого, його гранулометричний і речовинний склади).
Конструктивні фактори:
– діаметр D (м) гідроциклона визначає його продуктивність по твердому:
Q = 200 D 2, т/год; (4.13)
– розмір і форма живильного патрубка dЖ мало впливають на якісні показники роботи гідроциклона, у той же час продуктивність гідроциклона прямо пропорційна розміру живильного патрубка:
dЖ = (0,08 – 0,25) D, м; (4.14)
– діаметр зливного патрубка dЗЛ впливає на всі показники роботи гідроциклона. Збільшення діаметра зливного патрубка викликає пропорційне збільшення продуктивності і приводить до одержання більш грубих зливів:
dЗЛ = (0,2 – 0,4) D, м; (4.15)
dЗЛ = (1,20 – 1,25) dП, м; (4.16)
– діаметр піскової насадки dП практично не впливає на продуктивність, однак впливає на якісні показники роботи гідроциклона.
dП = (0,03 – 0,20) D, м; (4.17)
dП = (0,15 – 0,80) dЗЛ , м; (4.18)
– п итома продуктивність гідроциклона по пісках qП, що проходять через піскову насадку обраного розміру dП складає:
qП =QП / (0,785n dП 2 ), т/год•м2, (4.19)
де QП – продуктивність гідроциклонів по пісках, т/год; n –число обраних гідроциклонів.
Нормована питома продуктивність вибраного гідроциклона - 5•103 – 2,5•104 т/год•м2.
– розвантажувальне відношення dП / dЗЛ є основним чинником, що визначає показники роботи гідроциклона. Ефективність класифікації досягає максимуму при оптимальному розвантажувальному відношенні, що складає 0,3 – 0,5;
– кут конусності α визначає об’єм гідроциклона і час перебування в ньому матеріалу. Зі збільшенням кута конусності збільшується крупність класифікації, зменшуються вихід пісків і об'ємна продуктивність:
Q0 = 3ּ104 kα k dЖ dЗЛ р00,5, м3/год, (4.20)
де р0 – тиск пульпи на вході в гідроциклон, МПа; kα – поправка на кут конусності α гідроциклона; k – поправка на діаметр гідроциклона;
– спосіб установки гідроциклона залежить від його розміру і тиску на вході.
Технологічні фактори:
– тиск р0 на вході в гідроциклон повинен бути постійним і досить високим. Підвищення тиску сприяє зменшенню граничної крупності розділення і одержанню більш дрібних зливів;
– вміст твердого у вихідній пульпі β впливає на крупність і розрідженість продуктів розділення;
– гранулометричний склад вихідного матеріалу впливає на якісні показники процесу розділення. При виборі гідроциклона його типорозмір визначають з урахуванням крупності одержуваного зливу. Номінальна крупність частинок зливу dН:
, мкм, (4.21)
