FI80837B

FI80837B - HYDRAULISKT KLASSIFISERINGSFOERFARANDE OCH -ANORDNING.

Info

Publication number: FI80837B
Application number: FI851763A
Authority: FI
Inventors: Pertti Ovaskainen
Original assignee: Larox Ag
Priority date: 1985-05-03
Filing date: 1985-05-03
Publication date: 1990-04-30
Also published as: EP0222803A1; DE3665996D1; DK163644C; EP0222803B1; DK614886D0; JPS62502735A; FI80837C; FI851763A0; DK163644B; AU596592B2; FI851763L; HUT45925A; WO1986006653A1; HU198405B; AU5864886A; DK614886A

Description

8083780837

HYDRAULINEN LUOKITUSMENETELMÄ JA -LAITE - HYDRAULISET KLAS-SIFICERINGSFÖRFARANDE OCH -ANORDNINGHYDRAULIC CLASSIFICATION METHOD AND APPARATUS - HYDRAULIC KLAS-SIFICERINGSFÖRFARANDE OCH -ANORDNING

Tämän keksinnön kohteena on hydraulinen luokitusmenetelmä, jossa nesteen kuljettama hiukkasmateriaa 1i jaetaan lieriömäiseen, oleellisesti pystysuoraan 1uokitusti 1 a an muodostetussa keskipakokentässä kevyemmistä hiukkasista muodostuvaksi hienotuotteeksi, joka erottuu keskipakok entän keskustaan, sekä raskaammista hiukkasista muodostuvaksi karkea tuo11eeksi , joka erottuu keskipakok entän reunaan ja laskeutuu spiraalimaisena, kentän reunaa seuraavana virtauksena luokitustilan alapäähän.The present invention relates to a hydraulic grading method in which a liquid-carrying particulate material 1i is divided into a cylindrical, substantially vertically formed centrifugal field into a fine product consisting of lighter particles, which separates into a centrifugal center, and into heavier particles. as the flow following the edge of the field to the lower end of the classification space.

Yleisin hiukkasmateriaalin hydrauliseen luokitukseen käytetty laite on hydrosykloni, joka muodostuu yleensä lieriömäisestä yläosasta ja kartiomaise sta alaosasta. Hydrosykloni jakaa luokitettavan materiaalin hienotuotteeksi , joka poistetaan syklonin yläpäästä, sekä karkeatuotteeksi, joka poistetaan syklonin alapäästä, so. kartiomaisen alaosan kärjessä olevasta aukosta. Mainittujen osaksi kartiomaisten hydrosyklonien lisäksi on käytetty tasapohjaisia sykloneja, joissa hieno- ja karkeatuotteiden erottuminen ja poistuminen tapahtuvat oleellisesti vastaavalla tavalla. Edelleen tunnetaan 1uokitus 1 aitteita, joissa karkeatuote poistetaan tan-• gentiaa 1isesti laitteen kehältä tai pohjasta alkavan tangen- tiaalisen kanavan avulla.The most common device used for the hydraulic classification of particulate material is a hydrocyclone, which usually consists of a cylindrical upper part and a conical lower part. The hydrocyclone divides the material to be classified into a fine product which is removed from the upper end of the cyclone and a coarse product which is removed from the lower end of the cyclone, i. from the opening at the tip of the conical bottom. In addition to said partially conical hydrocyclones, flat-bottomed cyclones have been used, in which the separation and removal of fine and coarse products take place in a substantially similar manner. Furthermore, classification devices 1 are known in which the coarse product is removed tangentially by means of a tangential channel starting from the circumference or bottom of the device.

Mainituilla tunnetuilla laitteilla suoritettavassa luokituksessa on epäkohtana se, että karkeatuotteen poistaa nestemäinen luokitusväliaine, jonka mukana on myös luokitettavan materiaalin sisältämää hienojakoista ainesta, jonka pitäisi ideaalisesti joutua hienotuotteeseen. Hienojakoista ainesta poistuu karkeatuotteen mukana vähintään samassa suhteessa kuin luokitusväliainetta eli sitä enemmän, mitä suurempi on karkea- ja hienotuotteiden keskinäinen suhde. Kun luokitus muodostaa osan märkäjauhatusprosessia, jossa mainittu suhde 2 80837 on optimaalisesti n. 100-300 %, on tunnetuilla laitteilla suoritetun luokituksen erotusterävyys eli se osuus luokitettavan materiaalin sisältämistä määrättyä rajakokoa pienemmistä hiukkasista, joka saadaan erotetuksi hienotuotteeksi , tyypillisesti vain n. 50 % ja joskus jopa alle 40 %.A disadvantage of the classification carried out by said known devices is that the coarse product is removed by a liquid classification medium, which is also accompanied by the fines contained in the material to be classified, which should ideally enter the fine product. The finely divided material is removed with the coarse product in at least the same proportion as the classification medium, ie the higher the ratio between the coarse and fine products. When the classification forms part of a wet milling process in which said ratio of 2 80837 is optimally about 100-300%, the separation sharpness of the classification performed by known devices is the proportion of particles below a certain size of the material to be classified which is separated into a fine product, typically only about 50% and sometimes even less than 40%.

Yleisimmin käytetyissä hydrosykloneissa on edelleen epäkohtana se, että mainitun rajakoon säätäminen toiminnan aikana on lähes mahdotonta. Muita säätökeinoja kuin syklonin alapäässä olevan karkeatuotteen poistoaukon koon säätäminen ei juuri tunneta, eikä tätäkään käytännön vaikeuksien vuoksi sanottavasti käytetä.A further disadvantage of the most commonly used hydrocyclones is that it is almost impossible to adjust said limit size during operation. Control means other than adjusting the size of the coarse product outlet at the lower end of the cyclone are hardly known, and this, too, is said to be used due to practical difficulties.

Tämän keksinnön tarkoituksena on muodostaa hydraulinen 1uokitusmenete 1 mä , jossa yllämainitut tunnetun tekniikan epäkohdat on vältetty ja jolla päästään entistä parempaan erotusterävyyteen ja 1 uokitusproses sie n säädettävyyteen.The object of the present invention is to provide a hydraulic grading method 1 in which the above-mentioned drawbacks of the prior art are avoided and in which even better separation sharpness and adjustability of the grading process are achieved.

Tunnusomaista keksinnön mukaiselle menetelmälle on se, että karkeatuote poistetaan keskipakokentästä luokitustilan alapäähän sijoitetun, olennaisesti pyöreän sulkuelimen ja 1uokitusti1 an seinämän välisen rengasmaisen raon kautta käyttäen apuna erillistä, keskipakokenttään nähden tangen t i a a 1 i s es t i johdettua, rakoa sen alapuolelta sivuavaa nestevirtausta.The method according to the invention is characterized in that the coarse product is removed from the centrifugal field through an annular gap between the substantially circular closing member and the wall of the classification space at the lower end of the classification space, with the aid of a separate gap

Puhtaan, keskipakokenttään nähden tangentiaalisesti johdetun ne stevirtauksen käytöllä karkeatuotteen poistamiseen saavutetaan se, että karkeatuotteen joukkoon joutuu entistä vähemmän, jos lainkaan hienojakoisia, hienotuotteen rajako-koa pienempiä hiukkasia. Nestevirtauksen määrä voidaan säätää sellaiseksi, että luokitettavan materiaalin mukana luokitusprosessiin syötetty nestemäinen väliaine ei lainkaan osallistu karkeatuotteen poistamiseen vaan poistuu kokonaisuudessaan hienotuotteen mukana. On myös mahdollista, että mainittua nestevirtausta edelleen kasvatetaan, jolloin sillä voidaan säätää hieno- ja karkeatuotteiden välistä rajakokoa.By using a pure stevens flow directed tangential to the centrifugal field to remove the coarse product, fewer, if any, particles smaller than the fine product size limit are included in the coarse product. The amount of liquid flow can be adjusted so that the liquid medium fed into the classification process with the material to be classified does not participate at all in the removal of the coarse product but is completely removed with the fine product. It is also possible that said liquid flow is further increased, so that it can adjust the boundary size between fine and coarse products.

Il 3 80837Il 3 80837

Tangentiaa 1inen nestevirtaus tehostaa keskipakokenttää niin, että karkeatuote saadaan erottumaan riittävällä nopeudella silloinkin, kun hieno- ja karkeatuotteiden välinen rajakoko on pieni .The tangential liquid flow enhances the centrifugal field so that the coarse product is separated at a sufficient speed even when the boundary size between the fine and coarse products is small.

Keksinnön kohteena on myös laite hiukkasuateriaa 1in hydrauliseen luokittamiseen edellä kuvatulla menetelmällä. Laite käsittää sinänsä tunnettuina elementteinä lieriömäisen, oleellisesti pystysuoran 1uokitusti1 an, johon on muodostettavissa keskipakokenttä, syöttökanavan luokitettavan materiaalin ja väliaineena toimivan nesteen johtamiseksi luokitus-tilaan sekä poistoaukot 1uokitusti1 an keskustaan erottuvan, kevyemmistä hiukkasista muodostuvan hienotuotteen sekä 1uokitusti1 an reunaan ja edelleen spiraalimaisena, alaspäin laskeutuvana virtauksena luokitustilan alaosaan erottuvan, raskaammista hiukkasista muodostuvan kark e atuo11een poista-·'··’ miseksi. Tunnusomaista laitteelle on se, että karkeat u otteen poistoaukon muodostaa lieriömäisen luokitusti1 an alapäässä oleva rengasmainen rako, joka on aikaansaatu sijoittamalla luokitustilan alapäähän olennaisesti pyöreä sulkuelin siten, :: että rako jää luokitustilan seinämän ja sulkuelimen väliin, ja että laitteeseen raon alapuolelle liittyy keskipakokenttään nähden tangentiaa 1inen kanava niin, että karkeatuotteen poistossa voidaan käyttää hyväksi erillistä kanavan kautta johdettua, rakoa sivuavaa nes te v i r tau s ta .The invention also relates to an apparatus for the hydraulic classification of particulate matter by the method described above. The device comprises, as is known per se, a cylindrical, substantially vertical classification channel in which a centrifugal field can be formed, a supply channel for introducing the material to be classified and a liquid medium into the classification space, and outlets. to remove the coarser particles of heavier particles that separate at the bottom of the classification space. The device is characterized in that the coarse extract outlet is formed by an annular gap at the lower end of the cylindrical classification, obtained by placing a substantially circular closure member at the lower end of the classification space so that the gap remains between the classification wall and the closure member. 1 channel so that a separate fluid-directed fluid flow through the channel can be utilized to remove the coarse product.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkkien avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, : jossaThe invention will now be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawing, in which:

Kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaista hydraulista luoki-tuslaitteistoa,Figure 1 shows a hydraulic grading apparatus according to the invention,

Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaiseen laitteistoon kuuluvan lieriömäisen luokitustilan alaosaa leikkauksena II-II kuviosta 1, 4 80837Fig. 2 shows the lower part of the cylindrical classification space belonging to the apparatus according to Fig. 1 in a section II-II of Fig. 1, 4 80837

Kuvio 3 esittää osaa laitteiston luokitusti1 asta keksinnön erään toisen sove11utusmuodon mukaisena, jaFigure 3 shows a part of the classification of an apparatus according to another embodiment of the invention, and

Kuvio 4 esittää keksinnön mukaista 1uokitus 1 ai11eistoa jauhatuspiirin osana.Figure 4 shows a classification device according to the invention as part of a grinding circuit.

Kuvioissa 1 ja 2 on esitetty hydraulinen luokituslaitteisto, joka jakaa nesteen, kuten veden kuljettaman, erisuuruisista hiukkasista muodostuvan hiukkasmateriaa1in kevyemmistä hiukkasista muodostuvaksi hienotuotteeksi sekä raskaammista hiukkasista muodostuvaksi karkeatuotteeksi. Luokitus tapahtuu pystysuorassa, lieriömäisessä 1uokitusti1 a ssa 1 luokitettavan materiaalin ja väliaineena toimivan nesteen tangen-tiaalisen syötön aikaansaamassa keskipakokentässä, joka erottaa hienotuotteen 1uokitusti1 an keskelle ja karkeatuot-teen sen reunaan. Luokitettava materiaali ja väliaine ovat 1uokitusti1 assa 1 spiraa1imaisesti pyörivässä liikkeessä, joka tilan keskellä nostaa hienotuotteen lähellä tilan yläpäätä sijaitsevaan hienotuotteen poistoaukkoon 2 ja tilan reunalla painovoiman vaikutuksesta painaa karkeatuotteen tilan alaosassa olevaan karkeatuotteen poistoaukkoon 3.Figures 1 and 2 show a hydraulic grading apparatus which divides a particulate material of different sizes carried by a liquid, such as water, into a fine product of lighter particles and a coarse product of heavier particles. The grading takes place in a vertical centrifugal field provided by the tangential supply of the material to be graded in the cylindrical grading 1 and the medium liquid, which separates the fine product in the middle of the grading and the coarse product at its edge. The material and medium to be classified are classified in a helical rotating motion in the middle of the space, which lifts the fine product to the fine product outlet 2 near the top of the space and presses the coarse product to the coarse product outlet 3 at the bottom of the space.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaiseen laitteistoon kuuluu lieriömäisen 1uokitusti1 an 1 ohella olennaisina osina 1uokitus ti 1 an . yläpäähän tangentiaalisesti liittyvä luokitettavan materiaa lin ja väliaineen syöttökanava 4 poistoaukosta 2 alkava • · hienotuotteen ja sitä kuljettavan väliaineen poistokanava 5, 1uokitusti1 an alaosassa oleva pyöreä sulkulevy 6, joka rajaa karkeatuotteen poistoaukon levyn ja 1uokitusti 1 an lieriömäisen seinämän väliseksi rengasmaiseksi raoksi 3, sekä tangen-tiaalisesti luokitustilan alapäähän liittyvät vaakasuorat kanavat 7a, 7b raon läpäisseen karkeatuotteen poistamiseksi erillisen, rakoa sivuavan nestevirtauksen avulla. Kanavan 7a kautta tuleva nestevirtaus syötetään aukosta 9a luokitustilan alapäähän välittömästi rengasmaisen raon 3 alapuolelle, jossa se joutuu spiraalimaiseen, tilan reunaa seuraavaan liikkeeseen, joka on suorana jatkeena ylempänä, varsinaises-The apparatus according to Figures 1 and 2 includes, in addition to the cylindrical classification, classification as essential parts. tangentially connected to the upper end of the material and medium supply channel 4 starting from the outlet 2 horizontally connected to the lower end of the classification space, the horizontal channels 7a, 7b for removing the coarse product which has passed through the gap by means of a separate fluid flow adjacent to the gap. The liquid flow through the channel 7a is fed from the opening 9a to the lower end of the classification space immediately below the annular gap 3, where it is subjected to a helical movement following the edge of the space, which is a straight extension above the actual space.

IIII

5 80837 sa 1 uokitustilassa 1 tapahtuvalle spiraalivirtaukse11e, ja poistuu tilasta aukon 9b kautta kanavaan 7b. Kanava 7a on varustettu säätöventtii1i1lä , joka on merkitty kuviossa 1 viitenumerolla 8. Kanavaan 7b poistuva nestevirtaus kuljettaa karkeatuotteen hydrosykloniin 10, jossa karkeatuote erottuu syklonin kartiomaisessa alapäässä olevaan poistoa ukkoon 11 ja neste syklonin yläosasta alkavaan pystysuoraan poistokanavaan 12.5 80837 sa 1 for the spiral flow 11e in the flotation space 1, and leaves the space through the opening 9b to the channel 7b. The duct 7a is provided with a control valve, indicated by reference numeral 8 in Fig. 1. The liquid flow leaving the duct 7b conveys the coarse product to the hydrocyclone 10, where the coarse product separates into the outlet opening 11 at the conical lower end of the cyclone.

Kuviossa 3 on esitetty 1uokitus1aitteis ton sovellutus, joka eroaa kuviossa 1 esitetystä siinä, että lieriömäisen luoki-tustilan 1 alaosaa 13 on laajennettu ja tilan laajemman alaosan ja sen yläpuolella olevan kapeamman osan 14 rajalle 15 on sijoitettu kartiomainen, pystysuunnassa liikkuva sulkuelin 16. Kanavaa 7a myöten tuleva nestevirtaus syötetään tilan alaosaan 13 aukosta 9a ja se poistuu aukosta 9b kanavaan 7b vieden karkeatuotteen mukanaan. Sulkuelimen 16 ja luokitustilan 1 seinämän välisen rengasmaisen karkeatuotteen poistoaukon 3 kokoa voidaan tässä sovellutuksessa säätää sulkuelimen sijainnin avulla.Fig. 3 shows an embodiment of the classification device, which differs from that shown in Fig. 1 in that the lower part 13 of the cylindrical classification space 1 is widened and a conical, vertically movable closing member 16 is arranged along the boundary 15 of the wider lower part and the narrower part 14 above it. the incoming liquid flow is fed into the lower part 13 of the space from the opening 9a and leaves the opening 9b into the channel 7b, taking the coarse product with it. In this application, the size of the annular coarse product outlet 3 between the closure member 16 and the wall of the classification space 1 can be adjusted by means of the position of the closure member.

Esitetyssä keksinnön mukaisessa 1uokitus 1 ai11eis tos s a on olennaista se, että karkeatuotteen poistaminen kanavan 7 kautta 1uokitusti1aan 1 nähden tangentiaa1ise sti johdetun, ··. varsinaiseen luoki tustapahtumaan osallistumattoman nestevir- tauksen avulla estää hienojakoista, hienotuottee s een kuuluvaa materiaalia joutumasta karkeatuotteen mukaan. Nestevir-tausta voidaan säädellä kanavassa olevan säatöventtiilin 8 avulla, ja virtaus voidaan järjestää tapahtuvaksi esim. siten, että se huolehtii yksinään karkeatuotteen poistamisesta, jolloin luokitettavan materiaalin mukana luokitusti-laan 1 tuleva väliaine poistuu kokonaisuudessaan hienotuot-teen mukana eikä karkeatuotteen poistoaukon 3 kohdalla tapahdu vä1iainevirtaus ta kumpaankaan suuntaan. Myös on mahdollista säätää kanavan 7 kautta luokitusti1 aan 1 tuleva nestevirtaus suuremmaksi kuin karkeatuotteen mukana poistuva virtaus, jolloin osa ko. nesteestä joutuu hienotuotteen 6 80837 mukaan. Tällaisella säätelyllä voidaan suurentaa tai pienentää hieno- ja karkeatuotteen hiukkasten rajakokoa.In the present classification according to the invention, it is essential that the removal of the coarse product through the channel 7 is conducted tangentially to the classification. by means of a liquid flow which does not take part in the actual classification process, fine-grained material belonging to the fine product is prevented from getting into the coarse product. The liquid flow background can be regulated by means of a control valve 8 in the duct, and the flow can be arranged e.g. to remove the coarse product alone, in either direction. It is also possible to adjust the liquid flow entering the categorized 1 through the channel 7 to be greater than the flow leaving with the coarse product, whereby part of the according to fine product 6 80837. Such control can increase or decrease the particle size limit of the fine and coarse product.

Kuviossa 4 on esitetty kiinteän materiaalin jauhatuspiiri , joka käsittää 1uokitusti1an 1 ja erotussyk1 onin 10, jotka voivat olla kuviossa 1 esitetyn mukaiset. Materiaali, joka koostuu osaksi aikaisemmin käsittelemättömästä materiaalista (viitenumero 17) ja osaksi hydrosyklonin 10 erottamasta karkeatuotteesta (viitenumero 11), jauhetaan myllyssä 18, ja jauhatuksen jälkeen materiaali sekoitetaan syklonista 10 saatavaan veteen ja syötetään pumpun 19 avulla tangentiaa 1i-sesti luokitustilan 1 ke skipakok enttään. Luokituksen erottama hienotuote poistuu prosessista, ja samalla poistuvan veden korvaa kanavan 7 kautta syötettävä vesivirtaus, joka kuljettaa karkeatuotteen erotussykloniin 10 ja esitetyn mukaisesti palaa sen jälkeen luokitusti1assa 1 tapahtuvan luokituksen väliaineeksi. Kuvioon 4 on merkitty kunkin virtauksen kiintoainepitoisuus prosenttilukuna.Fig. 4 shows a solid material grinding circuit comprising a grading stage 1 and a separating cycle 10, which may be as shown in Fig. 1. The material consisting partly of previously untreated material (ref. 17) and partly of the coarse product separated by hydrocyclone 10 (ref. 11) is ground in a mill 18, and after grinding the material is mixed with water from cyclone 10 and fed by pump 19 tangentially to 1 tier. . The fine product separated by the classification leaves the process, and at the same time the leaving water is replaced by the water flow fed through the channel 7, which transports the coarse product to the separation cyclone 10 and then returns as classification medium in classification stage 1. Figure 4 shows the solids content of each stream as a percentage.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset sovellutusmuodot eivät rajoitu edellä esitettyihin esimerk-: keihin vaan voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.It will be clear to a person skilled in the art that the various embodiments of the invention are not limited to the examples given above but may vary within the scope of the appended claims.

IlIl

Claims

7 80837

A hydraulic grading method, wherein a liquid-borne particulate material is divided into a cylindrical, substantially vertical centrifugal field formed in a centrifugal field (1) into a fine product of lighter particles, which separates as a stream from the center of the centrifugal field, and a coarse-grained characterized in that the coarse product is removed from the centrifugal field 1 through a substantially circular closing member (6, 16) located at the lower end of the classification (1) and a gradual wall (3) between the gradient wall, with the aid of a separate slit 1 fluid flow.

A method according to claim 1, characterized in that the coarse product is separated from said liquid flow in a hydrocyclone (10), after which the liquid is returned to the classification process as a medium for classification in a centrifugal field.

Apparatus for classifying particulate material by a method according to claim 1 or 2, comprising an cylindrical, substantially vertical classifier (1) in which a centrifugal field can be formed, a feed channel (4) for introducing the material to be graded and the liquid medium into the gradient and outlets (2). ) as a fine product descending to the center of the classification space and as a spiral, downward flow to the edge of the classification space and further in a spiral, downward flow: an annular gap provided by placing a substantially circular closure member (6, 16) at the lower end of the classification 880837 so that the gap remains between the wall of the classification and the closure member, and that the area of the gap in the device a channel (7) tangential to the centrifugal field is connected to the side so that a separate fluid flow passing through the channel and passing through the gap can be utilized for the removal of the coarse product.

Device according to claim 3, characterized in that the lower end (13) of the classification (1) is expandable and that the closing member (16) is arranged to move vertically so that the size of the annular gap (3) can be adjusted by moving the closing member.

Device according to Claim 3 or 4, characterized in that the coarse product discharge channel (7) is connected to a hydrocyclone (10) which separates the coarse product from the liquid flow, and that the hydrocyclone is connected via a connecting channel (12) and a pump (19). the classification space (1) to the supply channel (4) so that the liquid can be returned to the classification process as a medium for classification in the centrifugal field. Il 9 80837