RU2434681C1

RU2434681C1 - Hydraulic column classifier

Info

Publication number: RU2434681C1
Application number: RU2010136222/03A
Authority: RU
Inventors: Василий Александрович Низов (RU); Василий Александрович Низов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "БИНОТЕК"
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2011-11-27

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention relates to fractionation of solids in vertical flow and may be used in dressing of mineral resources, processing of technogenic formations by countercurrent processes in fluid-solid system. Proposed classifier comprises housing with loading branch pipe and horizontal partitions arranged along its height. Said partitions are made up of coaxial rings interconnected by radial inclined plates to produce sectors. Inclined plates of every subsequent interring zone are mounted at angle opposite to that of inclination of previous zone plates. Column top section accommodates sump made up of cylindrical outer shell aligned with casing with inclined bottom that houses intermediate-diameter cylindrical barrel. Sump inclined bottom lower point with provided with thickened suspension discharge branch pipe and clarified fluid bleed branch pipe arranged above the level of intermediate-diameter cylindrical barrel immersion. Loading branch pipe represents a tube passing along the housing center at height interval occupied by partitions, it is used for fastening the latter and has lateral perforation in said interval. Housing bottom accommodates pulsation chamber communicated with pulsator to allow up-and-down level variation. Intermediate-diameter cylindrical barrel top base has flanged annular box made from filtration cloth. ^ EFFECT: higher efficiency. ^ 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к разделению твердых веществ на фракции в вертикальном потоке и может быть использовано в практике обогащения полезных ископаемых, при переработке техногенных образований для осуществления противоточных процессов в системе жидкость - твердое тело, таких как гидравлическая классификация, гравитационное обогащение и др.The invention relates to the separation of solids into fractions in a vertical stream and can be used in the practice of mineral processing, in the processing of man-made formations for countercurrent processes in the liquid-solid system, such as hydraulic classification, gravity concentration, etc.

Известно использование в классификаторах для повышения эффективности разделительного процесса в качестве секционирующих перегородок штока с поперечными иглами и наклонных пересыпных полок. Эффективность классификации в таких устройствах значительно выше, чем в пустотелых несекционированных аппаратах [Барский М.Д. и др. Гравитационная классификация зернистых материалов. - М.: Недра, 1974, с.150].It is known to use classifiers to increase the efficiency of the separation process as sectional barriers of the rod with transverse needles and inclined overflow shelves. The classification efficiency in such devices is significantly higher than in hollow, non-partitioned devices [Barsky M.D. et al. Gravity classification of granular materials. - M .: Nedra, 1974, p.150].

Известен также гидравлический классификатор колонного типа. Включающий корпус с загрузочным патрубком и горизонтально установленными по его высоте перегородками [Авторское свидетельство СССР № 1106536, кл. В03В 5/62, 1983]. Недостаток известной колонны-классификатора состоит в недостаточно высокой эффективности разделения мелкодисперсных систем.Also known hydraulic classifier column type. The enclosing body with a loading nozzle and partitions horizontally installed at its height [USSR Author's Certificate No. 1106536, cl. B03B 5/62, 1983]. A disadvantage of the known column-classifier is the insufficiently high separation efficiency of finely dispersed systems.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению гидравлическом классификаторе колонного типа, включающем корпус с загрузочным патрубком и горизонтально установленными по его высоте перегородками, последние выполнены в виде коаксиальных колец, соединенных между собой радиально установленными в межкольцевых зонах наклонными пластинами с образованием секторов, при этом наклонные пластины каждой последующей межкольцевой зоны установлены под углом, противоположным углу наклона пластин предыдущей зоны, а периферийные части радиальных пластин выполнены различной длины и с отверстиями вдоль нижней кромки и установлены с одновременным уменьшением длины и угла наклона в пределах каждого сектора [Патент РФ №2026112, кл. В03В 5/62, 1995].The closest in technical essence to the invention is a hydraulic classifier of a column type, comprising a housing with a loading nozzle and partitions horizontally installed along its height, the latter are made in the form of coaxial rings interconnected by inclined plates radially mounted in the inter-ring zones with the formation of sectors, while the inclined plates each subsequent inter-ring zone is installed at an angle opposite to the angle of inclination of the plates of the previous zone, and the peripheral parts for oval plates made of various lengths and with holes along the lower edge and installed with a simultaneous decrease in the length and angle of inclination within each sector [RF Patent No. 2026112, cl. B03B 5/62, 1995].

Последний принят за прототип. К недостаткам прототипа следует отнести его низкую эффективность применительно к фракционированию материалов, сложного фазового состава, таких как хвосты флотации, каменноугольных зол.The latter is taken as a prototype. The disadvantages of the prototype include its low efficiency in relation to the fractionation of materials, complex phase composition, such as flotation tailings, coal ash.

Технической задачей заявляемого технического решения является совершенствование конструкции для повышения эффективности фракционирования материалов сложного фазового состава.The technical task of the proposed technical solution is to improve the design to increase the efficiency of fractionation of materials of complex phase composition.

Поставленная задача достигается тем, что в гидравлическом классификаторе колонного типа, включающем корпус с загрузочным патрубком и горизонтально установленными по его высоте перегородками, последние выполнены в виде коаксиальных колец, соединенных между собой радиально установленными наклонными пластинами с образованием секторов, при этом наклонные пластины каждой последующей межкольцевой зоны установлены под углом, противоположным углу наклона пластин предыдущей зоны, отличается тем, что в верхней части колонны расположен отстойник, образованный цилиндрической соосной с корпусом наружной обечайкой с наклонным днищем, внутри которой расположен цилиндрический стакан промежуточного диаметра, при этом отстойник имеет один патрубок в нижней точке наклонного днища для вывода сгущенной суспензии и второй патрубок отбора осветленной жидкости, расположенный выше уровня погружения цилиндрического стакана промежуточного диаметра.The task is achieved in that in a hydraulic classifier of a column type, comprising a housing with a loading nozzle and partitions horizontally installed at its height, the latter are made in the form of coaxial rings interconnected by radially mounted inclined plates with the formation of sectors, while the inclined plates of each subsequent inter-ring the zones are installed at an angle opposite to the angle of inclination of the plates of the previous zone, characterized in that in the upper part of the column is located a diary formed by a cylindrical outer shell coaxial with the body with an inclined bottom, inside which a cylindrical cup of intermediate diameter is located, while the sump has one nozzle at the lower point of the inclined bottom to withdraw the condensed suspension and a second clarified liquid withdrawal pipe located above the immersion level of the diameter.

Другим отличием является то, что загрузочный патрубок выполнен в виде трубы, проходящей по центру корпуса через интервал, занятый перегородками, используется для их крепления, имеет боковую перфорацию в интервале, занятом перегородками; в нижней части корпуса выполена пульсационная камера, сообщающаяся с пульсатором для обеспечения возвратно-поступательного колебания уровня в колонне.Another difference is that the loading nozzle is made in the form of a pipe passing through the center of the body through the interval occupied by the partitions, is used for their fastening, has lateral perforation in the interval occupied by the partitions; a pulsation chamber is made in the lower part of the housing, communicating with the pulsator to provide reciprocating level fluctuations in the column.

Кроме того, цилиндрический стакан промежуточного диаметра имеет в верхнем основании отбортованный кольцевой короб, выполненный из фильтровальной ткани.In addition, the cylindrical cup of intermediate diameter has a flanged annular duct in the upper base made of filter cloth.

На чертеже гидравлический классификатор колонного типа представлен в разрезе. Цилиндрическая колонна 1 разделена перегородками 3 равномерно по высоте, загрузочный патрубок 2 выполнен в виде трубы 13, проходящей через весь интервал классификации материала и перфорирован в этом интервале. Отстойник 4 в виде цилиндрической обечайки с наклонным днищем перекрывает верхнюю зону классификации материалов. Между корпусом колонны колонны 1 и отстойником 4 размещен стакан промежуточного диаметра 5, при этом три соосных цилиндра 1, 4, 5 образуют отстойник с кольцевым гидрозатвором. В днище отстойника 4 расположен патрубок 6 для отвода твердой фазы сгущенной суспензии, вынесенной из колонны 1. Патрубок 7, расположенный на боковой стенке отстойника 4, определяет максимальный уровень заполнения, соединен с циркуляционным насосом 12. Пульсационная камера 8 обеспечивает возвратно-поступательное движение столба жидкости в аппарате, связана с пульсатором 10. Патрубок 11 используется для вывода песковой фракции из цикла.In the drawing, the hydraulic classifier of the column type is presented in section. The cylindrical column 1 is divided by partitions 3 evenly in height, the loading nozzle 2 is made in the form of a pipe 13, passing through the entire interval of classification of the material and perforated in this interval. The sump 4 in the form of a cylindrical shell with an inclined bottom overlaps the upper zone of the classification of materials. Between the body of the column of the column 1 and the sump 4 is placed a cup of intermediate diameter 5, while three coaxial cylinders 1, 4, 5 form a sump with an annular water seal. At the bottom of the settler 4, a nozzle 6 is located for discharging the solid phase of the thickened suspension removed from the column 1. The nozzle 7, located on the side wall of the settler 4, determines the maximum filling level, is connected to the circulation pump 12. The pulsation chamber 8 provides reciprocating movement of the liquid column in the apparatus, connected with the pulsator 10. A pipe 11 is used to remove the sand fraction from the cycle.

Исходная суспензия золы дозируется через загрузочный патрубок 2 и по трубе 13 через перфорационные отверстия подается в интервал завихряющих перегородок 3 корпуса 1. В восходящем потоке с переменным гидродинамическим режимом, создаваемым циркуляционным насосом 12, в колонне создаются условия, обеспечивающие классификацию твердой фазы по комплексному параметру (плотность, крупность и полная удельная поверхность индивидуальной частицы). Завихряющие перегородки 3 при этом обеспечивают турбулизацию восходящего потока в колонне и разбивают агломерированные частицы. Частицы с более высоким значением комплексного параметра классификации преодолевают сопротивление восходящего потока и движутся к разгрузочному патрубку 11 колонны вниз. Частицы более мелкие, с меньшей плотностью и с более развитой поверхностью выносятся вверх в отстойник 4, где за счет резкого снижения скорости восходящего потока в стакане промежуточного диаметра 5 происходит сепарация частиц по плотности. Частицы с плотностью меньше плотности жидкости всплывают к поверхности раздела, частицы с плотностью больше плотности жидкости осаждаются и выводятся через донный патрубок 6 отстойника 4.The initial ash suspension is dosed through the loading pipe 2 and through the pipe 13 through the perforations is fed into the interval of the swirling partitions 3 of the housing 1. In an upward flow with a variable hydrodynamic regime created by the circulation pump 12, conditions are created in the column that ensure the classification of the solid phase according to the complex parameter ( density, size and total specific surface area of an individual particle). Swirling partitions 3 in this case provide turbulization of the upward flow in the column and break agglomerated particles. Particles with a higher value of the complex classification parameter overcome the resistance of the upward flow and move downstream of the discharge pipe 11 of the column. The particles are smaller, with a lower density and with a more developed surface, they are carried up into the sump 4, where due to a sharp decrease in the velocity of the upward flow in a glass of intermediate diameter 5, the particles are separated by density. Particles with a density less than the density of the liquid float to the interface, particles with a density higher than the density of the liquid are deposited and removed through the bottom pipe 6 of the settler 4.

При этом заглубление ввода исходного питания в разделительном интервале перегородок 3 в корпусе колонны 1 через перфорацию трубы 13 призвано повысить эффективность классификации за счет удлинения времени и пути процесса.At the same time, the deepening of the input of the initial power supply in the separation interval of the partitions 3 in the casing of the column 1 through the perforation of the pipe 13 is designed to increase the classification efficiency by lengthening the time and path of the process.

Использование пульсационной нагрузки при помощи пульсатора 10 и пульсационной камеры 8, образующей с колонной 1 сообщающиеся сосуды, обеспечивает общую интенсификацию процесса классификации исходной суспензии и одновременно позволяет осуществить вынос плавающих частиц через переливной порог на фильтрующую поверхность кольцевого короба 9.The use of the pulsating load using the pulsator 10 and the pulsating chamber 8, forming communicating vessels with the column 1, provides a general intensification of the classification process of the initial suspension and at the same time allows the transfer of floating particles through the overflow threshold to the filtering surface of the annular duct 9.

Использование заявляемого технического решения для фракционирования дисперсных материалов (каменноугольных зол, хвостов флотации) позволяет достичь одновременного выделения трех продуктов с улучшенными потребительскими свойствами. При использовании в технологиях переработки пиритных хвостов флотации такими продуктами являются кварцевый песок с минимальным содержанием сульфидов, тонкий порошок с повышенным содержанием сульфидов и драгметаллов и иловая составляющая на основе глин и включений органики. При использовании в технологиях переработки зол уноса набор продуктов будет представлен хорошо окристаллизованным алюмосиликатным наполнителем бетонных смесей, алюмосиликатной дисперсией, пригодной для использования в цементной промышленности, и микросферами - наполнителя с уникальными потребительскими свойствами.Using the proposed technical solution for fractionation of dispersed materials (coal ash, flotation tailings) allows to achieve the simultaneous separation of three products with improved consumer properties. When used in flotation pyrite tailings processing technologies, such products are quartz sand with a minimum sulfide content, fine powder with a high content of sulfides and precious metals and silt component based on clays and organic inclusions. When used in fly ash processing technologies, the set of products will be represented by a well crystallized aluminosilicate filler of concrete mixtures, aluminosilicate dispersion suitable for use in the cement industry, and microspheres - filler with unique consumer properties.

Claims

1. The hydraulic classifier of the column type, comprising a housing with a loading nozzle and partitions horizontally installed along its height, the latter are made in the form of coaxial rings interconnected by radially mounted inclined plates to form sectors, while the inclined plates of each subsequent inter-ring zone are installed at an angle opposite the angle of inclination of the plates of the previous zone, characterized in that in the upper part of the column is a settler formed by a cylindrical coax oh the housing outer shell with an inclined bottom, inside which is located a cylindrical glass intermediate diameter, wherein the sump has a nozzle at the lowest point of the inclined bottom for withdrawal of thickened suspension and the second clarified liquid sampling tube, located above the level of immersion of the cylindrical intermediate nozzle diameter.

2. The hydraulic classifier according to claim 1, characterized in that the loading nozzle is made in the form of a pipe passing through the center of the body through the height interval occupied by the partitions, used for their fastening, has lateral perforation in the specified interval.

3. The hydraulic classifier according to claim 1, characterized in that in the lower part of the housing a pulsation chamber is made, communicating with the pulsator to provide reciprocating level fluctuations in the column.

4. The hydraulic classifier according to claim 1, characterized in that the cylindrical cup of intermediate diameter has a flanged annular duct in the upper base made of filter cloth.