В аппаратах, в которых центробежная сила, действующая на тело в криволинейном потоке, во много раз больше, чем сила тяжести, материал разделяется под действием центробежной силы. В тех же случаях, если центробежная сила и сила тяжести соизмеримы и сепарация происходит под действием обеих сил, обогащение принято называть центробежно-гравитационным.
Наиболее известные центробежные аппараты с высокими факторами разделения - гидроциклоны и центрифуги.
Создание центробежного поля в центробежных концентраторах принципиально может осуществляться двумя путями:
тангенциальной подачей потока под давлением в закрытый и неподвижный цилиндрический сосуд;
закручиванием свободно подаваемого потока в открытом вращающемся сосуде.
Необходимое условие при центробежном гравитационном обогащении - наличие транспортного (смывного) потока в направлении, не совпадающем с вектором силы центробежного поля. При отсутствии смывного потока, а также в том случае, если направление потока совпадает с направлением поля, расслоения материала по плотности практически не происходит.
В то же время гравитационное расслоение материала возможно осуществить даже в простой вращающейся относительно продольной оси трубе, если создать пря этом продольный поток материала в ней.
Установлено, что эффективность расслаивания зерен по плотности во вращающемся потока зависит от соотношения: угловой скорости вращения или тангенциальной скорости вращающегося потока; скорости продольного перемещения потока; гидравлической крупности разделяемых зерен.
Центробежные концентраторы принципиально могут быть разделены на два типа:
напорные циклонные аппараты для разделения мелкозернистых материалов;
безнапорные аппараты-центрифуги с малой интенсивностью центробежного поля для разведения как грубо-, так и мелкозернистых материалов.
По принципу работы центробежные концентраторы циклонного типа имеют много общего с гидроциклонами. Работа концентраторов второго типа, хотя и напоминает работу обычной центрифуги, однако существенно отличается от нее наличием элементов обычного шлюзового процесса.
Особенности движения зерен в напорных концентраторах типа циклонов. Большинство концентраторов этого типа имеет верхнюю часть цилиндрическую, в которую под напором тангенциально к стенке вводится пульпа, и нижнюю в виде короткого (тупого) конуса или полусферы или составленную из нескольких усеченных конусов с различными углами конусности.
В цилиндрической части аппарата при наличии сильного центробежного поля зерна частично распределяются по радиусу в соответствии с их гидродинамическими характеристиками, образуя в пульпе слои с нарастающим коэффициентом сплоченности в направлении к стенке.
В аппаратах обычных конструкций пульпа подается в пристенную зону - зону расположения тяжелых (и крупных) зерен. В этом случае зерна перераспределяются по радиусу не по направлению центробежных сил, а против их действия, т. е. легкие зерна не осаждаются на стенку, а выносятся от стенки в приосевую зону. Причина такого выноса зерен в обычном циклонном аппарате - турбулентное перемешивание пульпы.
В цилиндрической части аппарата радиального оттока жидкости нет вследствие вращения его между закрытыми цилиндрическими поверхностями. Ниже уровня среза сливного патрубка в вихре закономерно появляется направленное радиальное течение жидкости от стенки в приосевую зону.
В обычных конструкциях аппарата высота цилиндра составляет не более одного диаметра, поэтому гравитационное расслоение зерен в циклонном напорном аппарате происходит в основном в конической (сферической или иной) части, примыкающей к цилиндрической части снизу, т. е. ниже уровня сливного отверстия.
В отличие от обычных классифицирующих (длинноконусных) гидроциклонов минеральная постель в обогатительном гидроциклоне имеет большую разрыхленность, высокое содержание крупных и тяжелых зерен и выполняет роль улавливающей постели. По мере продвижения материала по стенкам конуса к разгрузочному отверстию в нем происходит постепенная концентрация тяжелых зерен.
Центробежные концентраторы циклонного типа не могут иметь высоких степеней концентрации и поэтому могут применяться в операциях первичного обогащения для переработки бедных продуктов и получения грубых концентратов.
Особенности движения зерен в безнапорных центробежных концентраторах
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
