Механические и гидравлические типы классификаторов

При измельчении руд, предназначенных для обогащения, как и при дроблении, технологические процессы должны предусматривать равномерность подаваемого в мельницу материала. Поэтому операции измельчения материалов всегда дополняются операциями классификации (разделения) подаваемых материалов по крупности.

Классификация использует процесс разделения при различных скоростях стесненного падения крупных и мелких плотных и легких частиц, взвешенных в покоящейся или движущейся среде.

За классификаторами с воздушной средой на практике закрепилось наименование - «воздушные сепараторы» и классифицирующим оборудованием в более узком значении этого термина называют разделители, работающие в водной среде.

В классификатор подается вода вместе со взвешенными в ней минеральными частицами, подлежащими разделению на фракции и представляет собой пульпу или исходный продукт классификатора. В классификаторе пульпа разделяется на два или несколько продуктов или фракций различной крупности.

Чаще всего разделение производится на две фракции, более крупная при этом называется «песковой фракцией», а более мелкая «сливом». Разделение на три и более продукта производится в многопродуктовых классификаторах или в нескольких двухпродуктовых, установленных в линию.

Разделение фракций в классификаторах производится либо под действием силы тяжести (гравитационные классификаторы), либо под действием сил инерции (центробежные классификаторы). Независимо от сил, способствующих разделению фракций, слив удаляется переливанием через сливной порог.

Второй признак, по которому подразделяются классификаторы – способ разгрузки песковой фракции или просто «песков». Их два – механический и самотечный.

Дополнительно, в зависимости от конструктивного типа классификатора, выделяют аппараты с движением пульпы (или добавляемой воды) по вертикали или по горизонтали, по оси классификатора или по пространственной спирали.

Классификаторы гравитационные механические.

Механические классификаторы работают по принципу разделения исходного продукта в горизонтальном потоке на крупную фракцию (пески) и на мелкую (слив). Разгрузка песков осуществляется механическим способом.

В зависимости от конструкции разгрузочных устройств механические классификаторы подразделяются на реечные, спиральные, дражные, простые чашевые и гидроосциляторы, отличающиеся круговыми вибрациями чаши в горизонтали.

Реечный классификатор представляет собой наклонное корыто прямоугольного сечения, внутри которого у днища на подвесах закрепляется гребковая рама с гребками. Пульпа из мельницы через распределительный желоб поступает в среднюю часть классификатора и расслаивается в нем под действием силы тяжести.

Крупные зерна оседают на дно, с помощью гребков перемещаются по наклонной плоскости вверх, выгружаются через открытый борт классификатора и возвращаются в мельницу. Мелкий продукт, находящийся в виде взвеси в воде, переливается через сливной порог и направляется на обогащение тем или иным методом.

Недостатком гребковых классификаторов является сложность привода, возможность заиливания гребков при непредвиденных остановках, что требует затем длительной очистки корыта в очень неудобных условиях. Поэтому в производственной практике чаще применяют спиральные классификаторы.

Спиральный классификатор – наиболее распространенная конструкция механического классификатора. Спиральный классификатор по принципу работы аналогичен реечному, однако его корыто имеет полуциллиндрическую форму.

Внутри корыта размещается шнековая спираль, которая приводится во вращение. Исходная пульпа поступает в среднюю часть классификатора. Пески выдавливаются спиралью из верхнего конца классификатора, а слив выводится из нижнего конца через сливной порог.

Спиральные классификаторы не чувствительны к заиливанию, просты в изготовлении и эксплуатации, изготавливаются односпиральными и двухспиральными, каждая из которых может быть непогруженной или погруженной.

Гидросепаратор или спирально-лопастной классификатор аналогичен по конструктиву небольшому сгустителю. Применяется при получении особенно тонкого слива, а также обесшламливания.

Основные параметры, влияющие на производительность классификатора, являются ширина корыта или диаметр спиралей, длина, угол наклона, высота сливного порога и частота вращения спиралей. Максимальная крупность питания спиральных классификаторов 6…12 мм.

Спиральные классификаторы, по сравнению с другими типами механических классификаторов имеют ряд преимуществ. Перемешивающее действие спиралей имеет более спокойный характер, что снижает взмучивание пульпы. Непрерывность действия спирали позволяет применять больший угол наклона корыта.

Классификаторы гравитационные гидравлические однокамерные

Классификаторы гравитационные гидравлические однокамерные или гидроциклоны состоят из цилиндрической и конической части, центральной трубы и патрубков для ввода пульпы и вывода продуктов разделения.

Пульпа по касательной вводится в гидроциклон и приобретает вращательной движение. Крупные частицы под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам и спускаются вниз, выходя из нижнего отверстия в виде песков. Мелкие фракции выводятся с пульпой через центральную трубу.

Гидроциклоны не имеют привода, просты в эксплуатации, однако они работают с насосами, требующими больших энергетических затрат на перекачку пульпы и расходуют много воды. Кроме того, корпус гидроциклона истирается и требует защиты от эрозии.

Простейшим гидравлическим классификатором с горизонтальным потоком пульпы является автоматический конус. Они применяются в отдельных процессах обогащения во вспомогательных операциях, отличаются низкой эффективностью. Разгрузка слива самотеком через сливной порог, а разгрузка песков непрерывно через специальные насадки с затворами.

Однокамерные горизонтальные классификаторы в чем-то похожи на конусы. Применяются для предварительного выделения песковой фракции из различных продуктов при обогащении. Пески разгружаются через сменную насадку с затвором специальной конструкции.

Многокамерные горизонтальные классификаторы имеют большую протяженность. Они используются для разделения на несколько фракций различной крупности с невысоким качеством классификации.

Прямоточный вертикальный классификатор способен разделить поток на две фракции. Пульпа поступает снизу, струя воды поступает через отверстия в боковых стенках. Крупная фракция падает вниз, мелкая уносится вверх потоком воды. Для получения нескольких фракций, такие классификаторы ставятся последовательно друг за другом. Прямоточные классификаторы просты по конструкции и надежны в работе, но требуют значительного количества воды.

Противоточные вертикальные классификаторы предназначены для разделения песка по граничному зерну крупностью 0,3…1,2 мм. Питание (пульпа) подается сверху, навстречу восходящему потоку воды.

Во всех конструкциях классификаторов и механические клапанные и автоматические с датчиками уровня системы разгрузки работают недостаточно точно, особенно при резком колебании гранулометрического состава пульпы. Более совершенны сифонные системы управления разгрузкой.