RU2729384C1

RU2729384C1 - Pulp classification method in hydraulic cyclone unit

Info

Publication number: RU2729384C1
Application number: RU2020108725A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Иванович Иванов; Александр Николаевич Анушенков
Priority date: 2020-02-27
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2020-08-06

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to a pulp classification method in a hydrocyclone unit and can be used in non-ferrous, cement and other industries. Method consists in that the pulp under pressure in the generator is saturated with air and supplied to the hydrocyclone unit, wherein before saturation with air the pulp is continuously mixed with the foaming reagent in amount of 0.5–50 g/t of solid material.EFFECT: method provides higher efficiency of classification due to reduced viscosity of the formed foam pulp.1 cl, 1 dwg

Description

Заявляемый способ предназначен для повышения эффективности классификации по крупности тонкоизмельченных материалов пульпы в гидроциклонной установке и может быть использован в цветной, цементной и других отраслей промышленности.The inventive method is intended to improve the efficiency of the size classification of finely ground pulp materials in a hydrocyclone unit and can be used in nonferrous, cement and other industries.

Известен способ классификации пульпы в гидроциклоне, при котором она подается под давлением по тангенциальному патрубку в цилиндрическую часть гидроциклона и движется в ней по спирали под действием центробежной и гравитационной сил. При этом более обводненная и мелкая фракция измельченных материалов (слив) поступает в сливной патрубок, а менее обводненная и более крупная фракция (пески) поступает в песковый патрубок. (Башаров, О.А. Сергеева. Устройство и расчет гидроциклонов, учебное пособие. Казань, Вестфалика, 2012).There is a known method for classifying the pulp in a hydrocyclone, in which it is supplied under pressure through a tangential pipe into the cylindrical part of the hydrocyclone and moves in it in a spiral under the action of centrifugal and gravitational forces. In this case, the more watered and finer fraction of crushed materials (drain) enters the drain pipe, and the less watered and larger fraction (sands) enters the sand pipe. (Basharov, OA Sergeeva. The device and calculation of hydrocyclones, textbook. Kazan, Westfalika, 2012).

Недостатком известного способа является низкая эффективность разделения тонкоизмельченных материалов даже при содержании твердого в пульпе 50-55%. Это объясняется тем, что под действием центробежной силы, равной P=mV²/2 частички материала (руды), масса которых в 2 и более раз больше, чем воды движутся к периферии циклона, преодолевая сопротивление движению частиц в пульпе, которое зависит, в основном, от ее вязкости и соотношения величины поверхности частицы к ее весу. Вязкость пульпы при надлежащей на производстве тонины размола материала зависит только от содержания в ней твердого.The disadvantage of this method is the low efficiency of separation of finely ground materials even with a solid content in the pulp of 50-55%. This is due to the fact that under the influence of centrifugal force equal to P = mV ^2/2 pieces of material (ore), the mass of which 2 or more times greater than water move to the cyclone periphery, overcoming the resistance to motion of particles in the pulp, which depends, mainly, on its viscosity and the ratio of the size of the particle surface to its weight. The viscosity of the pulp with the correct fineness of grinding of the material in production depends only on the content of solid in it.

Технология многих производств, например, цементной, глиноземной и др., связанных с последующей сушкой или обжигом пульп, требует более высокого содержания твердого в пульпе порядка 65-72% из-за больших расходов тепловой энергии. При таком содержании твердого эффективность разделения в гидроциклоне приближается к нулю.The technology of many industries, for example, cement, alumina, etc., associated with the subsequent drying or firing of pulps, requires a higher solids content in the pulp of the order of 65-72% due to the high consumption of thermal energy. At this solids content, the separation efficiency in the hydrocyclone approaches zero.

Известен способ классификации пульпы в гидроциклоне при многостадийных схемах измельчения с мельницей полу-самоизмельчения на первой стадии и с шаровыми мельницами на второй и последующих стадиях, при котором слив подают на следующий передел производства, а пески возвращают в шаровые мельницы (патент на полезную модель №67890, зарегистрирован в Госреестре РФ 10.10.2007).There is a known method for classifying pulp in a hydrocyclone in multistage grinding schemes with a semi-autogenous grinding mill at the first stage and with ball mills at the second and subsequent stages, in which the drain is fed to the next production redistribution, and the sands are returned to the ball mills (utility model patent No. 67890 , registered in the State Register of the Russian Federation on 10.10.2007).

Однако, эффективность способа классификации пульпы при содержании твердого 55% и выше в гидроциклонах с циркулирующей нагрузкой очень низкая.However, the efficiency of the method for classifying pulp at a solids content of 55% and higher in hydrocyclones with circulating load is very low.

Пример: при измельчении руды содержание фракций -0,071 мм составили: в общем сливе мельниц 55%, в песках гидроциклона - 30%, в его сливе 87% от исходной руды. Если учесть циркулирующую нагрузку при возврате песков равную 150%, то количество этого класса в песках составила 45% от исходной руды. Эффективность классификации составила:Example: when grinding ore, the content of fractions -0.071 mm was: in the total discharge of mills 55%, in the sands of a hydrocyclone - 30%, in its discharge 87% of the original ore. If we take into account the circulating load during the return of sands equal to 150%, then the amount of this class in the sands was 45% of the original ore. The classification efficiency was:

Э = (a-g) (d-a)/a (1-а) (d-g) × 100 = 31%.E = (a-g) (d-a) / a (1-a) (d-g) × 100 = 31%.

Где: a, g, d - содержание фракции -0,071 мм соответственно в сливе мельниц, в песках и сливе гидроциклона.Where: a, g, d - content of fraction -0.071 mm, respectively, in the discharge of the mills, in the sand and discharge of the hydrocyclone.

Наиболее близким по технической сущности является способ классификации по патенту (полезная модель №189540. Опубл. 28.05.2019), в котором пульпу и воздух подают под давлением в смеситель, из которого насыщенную мельчайшими пузырьками воздуха смесь подают в гидроциклон. Насыщение мельчайшими пузырьками воздуха пульпы снижает вязкость смеси и повышает эффективность ее классификации.The closest in technical essence is the method of classification according to the patent (utility model No. 189540. Publ. 05/28/2019), in which the pulp and air are fed under pressure into the mixer, from which the mixture saturated with minute air bubbles is fed into the hydrocyclone. The saturation of the slurry with the smallest air bubbles reduces the viscosity of the mixture and increases the efficiency of its classification.

Недостатком данного способа является низкая устойчивость воздушных пузырьков в смеси, в основном, из-за снижения давления в гидроциклоне от максимального на периферии до разряжения в его центре. Это приводит к быстрому укрупнению мельчайших воздушных пузырьков под действием гидростатических сил и, как следствие, к торможению движения крупных частиц к периферии гидроциклона и нестабильному давлению в гидроциклоне из-за образования пробок, что снижает эффективность классификации пульпы.The disadvantage of this method is the low stability of air bubbles in the mixture, mainly due to a decrease in pressure in the hydrocyclone from the maximum at the periphery to vacuum in its center. This leads to the rapid enlargement of the smallest air bubbles under the action of hydrostatic forces and, as a consequence, to the inhibition of the movement of large particles to the periphery of the hydrocyclone and to unstable pressure in the hydrocyclone due to the formation of plugs, which reduces the efficiency of pulp classification.

Задачей изобретения является повышение эффективности классификации пульпы в гидроциклоне.The objective of the invention is to improve the efficiency of the classification of the pulp in the hydrocyclone.

Достигается это тем, что вначале пульпу непрерывно смешивают с пенообразующим реагентом в количестве 0,5-50 г/т твердого материала.This is achieved by the fact that at first the pulp is continuously mixed with a foaming agent in an amount of 0.5-50 g / t of solid material.

В качестве пенообразующего реагента используют, например, флотонол, а затем насыщают воздухом под давлением в генераторе и подают пенопульпу в гидроциклон. Применение пенообразующих реагентов снижает поверхностное натяжение пленки воды, что обеспечивает получение в генераторе мельчайших устойчивых пузырьков воздуха в пульпе, которые снижают ее вязкость и не разрушаются от перепадов давления в гидроциклоне. Минерализованные мельчайшие устойчивые пузырьки воздуха (пена) выносят мельчайшие частички материала за счет гидростатических сил в слив гидроциклона.As a foaming reagent, for example, flotonol is used, and then it is saturated with air under pressure in the generator and the foam pulp is fed into the hydrocyclone. The use of foaming reagents reduces the surface tension of the water film, which ensures the receipt of the smallest stable air bubbles in the pulp in the generator, which reduce its viscosity and do not collapse from pressure drops in the hydrocyclone. Mineralized smallest stable air bubbles (foam) carry out the smallest particles of material due to hydrostatic forces into the hydrocyclone drain.

Предлагаемый способ поясняется на схеме (чертеже)The proposed method is illustrated in the diagram (drawing)

Пульпу и необходимое количество пенообразующего реагента в виде раствора подают соответственно по патрубкам 1 и 2 в мешалку 3. Данную смесь из мешалки 3 подают насосом 4 под давлением по трубопроводу 5 в генератор 6, в который подают сжатый воздух по патрубку 7, а полученную пенопульпу подают на классификацию в гидроциклон 8.The pulp and the required amount of the foaming reagent in the form of a solution are fed, respectively, through the nozzles 1 and 2 to the mixer 3. This mixture from the mixer 3 is fed by the pump 4 under pressure through the pipeline 5 to the generator 6, which is supplied with compressed air through the nozzle 7, and the resulting foam pulp is fed for classification into a hydrocyclone 8.

Подавать пенообразующие реагенты в мешалку 3 можно самотеком из выше расположенной емкости. Смешивание пульпы и пенообразующих реагентов происходит в мешалке 3, насосе 4, трубопроводе 5 и генераторе 6 пенопульпы, что повышает равномерность распределения мельчайших пузырьков и однородность их структуры в пульпе.The foaming reagents can be fed into the mixer 3 by gravity from a container located above. Mixing of pulp and foaming reagents occurs in mixer 3, pump 4, pipeline 5 and generator 6 of foam pulp, which increases the uniformity of distribution of the smallest bubbles and the homogeneity of their structure in the pulp.

Количество пенообразующего реагента, необходимого для насыщения пузырьками воздуха пульпы и достижения максимального снижения ее вязкости, зависит от многих факторов: в основном, от количества твердого материала в пульпе и его тонины размола, а также от применяемого реагента и его равномерности распределения, от конструкции генератора пенопульпы», давления и количества сжатого воздуха, подаваемого в него. Необходимое количество пенообразующего реагента, например, флотонола для повышения эффективность классификации пульпы составило от 0,5-50 грамм на тонну твердого материала. Нижний предел этого реагента обусловлен низкой эффективностью предлагаемого способа классификации из-за образования более крупных и неустойчивых воздушных пузырьков, а верхний - из-за образования излишнего количества пены в генераторе и нарушении стабильного режима классификации в гидроциклоне.The amount of foaming reagent required to saturate the pulp with air bubbles and achieve a maximum reduction in its viscosity depends on many factors: mainly, on the amount of solid material in the pulp and its fineness, as well as on the reagent used and its uniform distribution, on the design of the foam pulp generator », Pressure and amount of compressed air supplied to it. The required amount of a foaming agent, for example, flotonol, to increase the efficiency of the pulp classification was from 0.5-50 grams per ton of solid material. The lower limit of this reagent is due to the low efficiency of the proposed classification method due to the formation of larger and unstable air bubbles, and the upper limit is due to the formation of an excessive amount of foam in the generator and violation of the stable classification regime in the hydrocyclone.

Рассмотрим примеры:Let's consider some examples:

При классификации в гидроциклонной установке цементной известняково-глинянной пульпы с содержанием твердого 60% и содержанием фракции -0,071 равным 67% получили содержания фракций -0,071 в сливе и песках соответственно 82% и 49%. Количество слива составило 55%, а песков - 45%. Эффективность классификации равна 37%.When classifying cement limestone-clay pulp in a hydrocyclone unit with a solid content of 60% and a fraction content of -0.071 equal to 67%, the content of fractions -0.071 in the drain and sands is 82% and 49%, respectively. The amount of plums was 55%, and the amount of sands was 45%. The classification efficiency is 37%.

При использовании предлагаемого способа, берут пенообразующий реагент - флотонол в количестве 10 грамма на тонну твердого материала, вначале смешивают с аналогичной пульпой в мешалке, подают насосом в генератор, в который подают под давлением воздух в количестве 0,5 м³/на 1 м³ пульпы, полученную пенопульпу классифицируют в гидроциклонной установке. Содержания фракций -0,071 в сливе и песках составили соответственно 88% и 19%. Количество слива составило 70%, а песков - 30%. Эффективность классификации равна 69%.When using the proposed method, they take a foaming reagent - flotonol in an amount of 10 grams per ton of solid material, first mix with a similar slurry in a mixer, pump it into a generator, which is supplied with air under pressure in an amount of 0.5 m ³ / per 1 m ³ pulp, the resulting foam pulp is classified in a hydrocyclone unit. The content of fractions -0.071 in plums and sands was 88% and 19%, respectively. The amount of discharge was 70%, and the amount of sand was 30%. The classification efficiency is 69%.

Повышение эффективности классификации происходит, в основном, из-за уменьшения вязкости «пенопульпы», а также из-за захвата мельчайших твердых частиц пузырьками воздуха (пеной) и выноса их в слив гидроциклона за счет гидростатических сил, действующих на воздушные пузырьки, обусловленных значительным давлением на периферии и разряжением в центре гидроциклона.An increase in the efficiency of classification occurs mainly due to a decrease in the viscosity of the "foam pulp", as well as due to the capture of the smallest solid particles by air bubbles (foam) and their removal into the hydrocyclone drain due to hydrostatic forces acting on air bubbles due to significant pressure at the periphery and discharge in the center of the hydrocyclone.

Claims

1. A method for classifying a pulp in a hydrocyclone unit, including saturating the pulp with air under pressure in a generator and feeding it into a hydrocyclone unit, characterized in that the pulp is continuously mixed with a foaming agent in an amount of 0.5-50 g / t of solid material before being saturated with air.

2. The method according to claim 1, characterized in that, for example, flotanol is used as the foaming agent.