RU2039607C1

RU2039607C1 - Method of separating solid particles with different sinking velocity in pulp

Info

Publication number: RU2039607C1
Application number: RU93007918A
Authority: RU
Inventors: К.И. Попов; В.А. Сабанин; В.В. Самсонов; Н.Ю. Попова
Original assignee: Попов Константин Иннокентьевич
Priority date: 1993-02-09
Filing date: 1993-02-09
Publication date: 1995-07-20

Abstract

FIELD: mineral concentration. SUBSTANCE: method comprises steps of separating different sinking velocity particles in an uprising liquid flow, being provided in a reservoir by subjecting a pulp to rotation around a vertical axis of the reservoir; setting an interface of solid particles according to their sinking velocity by pulp rotation speed. EFFECT: enhanced quality of separation. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области разделения твердых материалов с помощью жидкости и может быть использовано при обогащении полезных ископаемых. The invention relates to the field of separation of solid materials by liquid and can be used in mineral processing.

Известен способ разделения в пульпе твердых частиц с разной гидравлической крупностью с помощью вращающейся жидкости. Способ осуществления в гидроциклонах и заключается в загрузке исходной пульпы в гидроциклон через тангенциальный патрубок, осаждении твердых частиц в поле центробежных сил, много превышающих гравитационные, выгрузке отделенных частиц через нижнее и верхнее разгрузочные отверстия. Граница разделения твердых частиц по крупности определяется величиной гидравлического сопротивления этих разгрузочных отверстий и соотношением их размеров. A known method of separation in the pulp of solid particles with different hydraulic fineness using a rotating fluid. The method of implementation in hydrocyclones consists in loading the initial pulp into a hydrocyclone through a tangential nozzle, depositing solid particles in a field of centrifugal forces much higher than gravitational forces, unloading the separated particles through the lower and upper discharge openings. The size separation of solid particles is determined by the hydraulic resistance of these discharge openings and the ratio of their sizes.

Недостаток известного способа низкая эффективность классификации (35-60% ) из-за высокой интенсивности турбулентности жидкости на боковой поверхности гидроциклона вследствие больших скоростей вращения жидкости, необходимых для создания центробежных сил соответствующей величины, обеспечивающих процесс разделения. Для реализации известного способа в гидроциклоне необходимо обеспечивать постоянство питания, что значительно усложняет проблему управления процессом разделения. При этом необходимо поддерживать постоянство гидравлического сопротивления выходных отверстий, что связано со значительными техническими трудностями по замене быстроизнашивающихся деталей, особенно песковых насадок. Кроме того, известный способ требует значительного расхода энергии (до 0,4 кВт/м³) на поддержание высокой скорости вращения жидкости в гидроциклоне.The disadvantage of this method is the low classification efficiency (35-60%) due to the high intensity of turbulence of the liquid on the side surface of the hydrocyclone due to the high speeds of rotation of the liquid, necessary to create centrifugal forces of the appropriate magnitude, providing the separation process. To implement the known method in a hydrocyclone, it is necessary to ensure a constant supply, which greatly complicates the problem of controlling the separation process. At the same time, it is necessary to maintain the constancy of the hydraulic resistance of the outlet openings, which is associated with significant technical difficulties in replacing wearing parts, especially sand nozzles. In addition, the known method requires a significant energy consumption (up to 0.4 kW / m ³ ) to maintain a high speed of rotation of the liquid in the hydrocyclone.

Известен наиболее близкий к предлагаемому по технической сущности способ разделения твердых частиц с разной гидравлической крупностью, используемый в гидравлических гравитационных классификациях, заключающийся в загрузке исходной пульпы в резервуар с одновременной подачей в резервуаре, придании восходящему потоку жидкости некоторого вращательного движения, осаждении твердых частиц в поле гравитационных сил в восходящем потоке, расположенном в осевой части резервуара. Вращательное движение восходящему потоку промывочной воды придают для выравнивания поля скоростей в зоне ее ввода. Пульпа во вращение не вовлекается. Known closest to the proposed technical essence is a method for separating solid particles with different hydraulic fineness, used in hydraulic gravity classifications, which consists in loading the initial pulp into the tank while feeding it in the tank, giving the liquid upward some rotational motion, precipitating solid particles in the gravitational field forces in the upstream located in the axial part of the tank. Rotational movement of the upward flow of wash water is given to equalize the velocity field in the zone of its input. Pulp is not involved in rotation.

Для уменьшения выноса центробежными силами частиц твердого из осевого восходящего потока скорость его вращательного движения выбирают малой и она быстро затухает по мере подъема промывочной воды и смешения ее с пульпой. С приближением к верху резервуара вращательное движение практически прекращается, ввиду диссипации энергии в пульпе (Барский М.Д. Ревнивцев В.И. Соколкин Ю.В. Гравитационная классификация зернистых материалов. М. Недра, 1974, с. 13-32; Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы, М. Недра, 1982, с. 177-183). To reduce the removal of solid particles from the axial upward flow by centrifugal forces, the speed of its rotational motion is chosen to be small and it quickly damps as the wash water rises and mixes with the pulp. With approaching the top of the tank, the rotational movement practically ceases due to energy dissipation in the pulp (Barsky M.D. Revnivtsev V.I. Sokolkin Yu.V. Gravity classification of granular materials. M. Nedra, 1974, pp. 13-32; Reference on ore dressing, preparatory processes, M. Nedra, 1982, pp. 177-183).

Недостаток известного способа низкая эффективность разделения, составляющая 55-60% Причина этого заключается в неупорядочении движения жидкости из-за колебаний скорости восходящего потока промывочной воды, а также в подаче пульпы и промывочной воды с разными скоростями из-за чего процесс их смешения неупорядочен и происходят значительные произвольные колебания скорости восходящего потока в зоне разделения частиц. Другой недостаток необходимость использования промывочной воды, которая в результате загрязняется, что снижает экологическую чистоту производства и требует дополнительных затрат на ее очистку. The disadvantage of this method is the low separation efficiency of 55-60%. The reason for this is the disorder of the fluid due to fluctuations in the velocity of the ascending wash water, as well as in the supply of pulp and wash water at different speeds, which is why the process of mixing them is disordered and occurs significant arbitrary fluctuations in the velocity of the upward flow in the zone of separation of particles. Another disadvantage is the need to use wash water, which is contaminated as a result, which reduces the environmental cleanliness of the production and requires additional costs for its treatment.

Цель изобретения повышение эффективности разделения твердых частиц по гидравлической крупности и полное исключение расхода промывочной воды. The purpose of the invention is to increase the efficiency of separation of solid particles by hydraulic size and the complete elimination of the flow rate of wash water.

Техническим результатом является упорядочение гидродинамической обстановки в резервуаре за счет проведения процесса в жидкой фазе пульпы без использования промывочной воды в условиях замкнутого циркуляционного контура пульпы, что позволяет обеспечить строгое соответствие скорости вращения и скорости восходящего потока пульпы разделяемому классу твердых частиц. При этом скорость восходящего потока пульпы стабилизируется на любом заданном уровне. The technical result is the streamlining of the hydrodynamic situation in the tank due to the process in the liquid pulp phase without the use of washing water in a closed pulp circulation circuit, which ensures strict correspondence of the rotational speed and the upward flow velocity of the pulp to the shared class of solid particles. In this case, the upward velocity of the pulp is stabilized at any given level.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе разделения в пульпе твердых частиц с разной гидравлической крупностью, основанном на разной скорости их осаждения в поле гравитационных сил в восходящем потоке жидкости, образованном в резервуаре, с последующим отбором из него разделенных частиц, восходящий поток образуют посредством придания вращательного движения пульпе вокруг вертикальной оси резервуара, а границу разделения твердых частиц по гидравлической крупности задают скоростью вращения пульпы. The essence of the invention lies in the fact that in the method of separation in the pulp of solid particles with different hydraulic fineness, based on different speeds of their deposition in the field of gravitational forces in the upward fluid flow formed in the tank, followed by selection of separated particles from it, the upward flow is formed by giving the rotational movement of the pulp around the vertical axis of the tank, and the boundary of the separation of solid particles by hydraulic particle size is set by the speed of rotation of the pulp.

В предлагаемом способе разделение твердых частиц осуществляют следующим образом. В резервуаре жидкость (пульпу) раскручивают механическим путем или тангенциальным вводом исходного питания до образования воронки, вследствие чего создаются два вертикальных контура циркуляции в верхней и нижней частях резервуара. Благодаря этим циркуляционным контурам происходит интенсивное перемешивание поступающих в исходном питании частиц по всему объему резервуара. Верхний циркуляционный контур в верхних слоях жидкости перемещает частицы твердого от стенки резервуара к центру и вниз. Нижний циркуляционный контур перемещает частицы твердого от стенки по дну резервуара к центру и вверх. В зоне встречи нисходящего и восходящего потоков по центру резервуара потоки частично перемешиваются и изменяют свое направление от центра к стенкам резервуара, а у стенок вновь разделяются на восходящий и нисходящий потоки. В зоне между нижним и верхним контурами, вследствие действия гравитационных сил, частицы с большей гидравлической крупностью в соответствии с заданной скоростью вращения перемещаются преимущественно из верхнего контура в нижний, в котором их концентрация повышается, а частицы с меньшей гидравлической крупностью витают, не оседая в обоих контурах. Оседающие на дно частицы горизонтальной частью нижнего циркуляционного потока перемещаются к центру аппарата. In the proposed method, the separation of solid particles is as follows. In the tank, the liquid (pulp) is untwisted mechanically or by tangential input of the feed until a funnel is formed, as a result of which two vertical circulation circuits are created in the upper and lower parts of the tank. Thanks to these circulating circuits, intensive mixing of particles entering the initial feed takes place throughout the tank. The upper circulation circuit in the upper layers of the liquid moves solid particles from the tank wall to the center and down. The lower circulation circuit moves solid particles from the wall along the bottom of the tank to the center and up. In the zone where the descending and ascending flows meet in the center of the reservoir, the flows are partially mixed and change their direction from the center to the walls of the reservoir, and at the walls they are again divided into ascending and descending flows. In the zone between the lower and upper circuits, due to the action of gravitational forces, particles with a larger hydraulic particle size, in accordance with a given rotation speed, move mainly from the upper circuit to the lower one, in which their concentration increases, and particles with a smaller hydraulic particle size float without settling in both contours. Particles settling to the bottom with the horizontal part of the lower circulation flow move to the center of the apparatus.

Если скорость движения восходящего потока нижнего циркуляционного контура больше скорости оседания частиц твердого, эти частицы находятся во взвешенном состоянии и перемещаются по контуру циркуляции. Если эта скорость меньше скорости осаждения частиц, то частицы скапливаются на дне резервуара по его центру. If the speed of the upward flow of the lower circulation circuit is greater than the sedimentation rate of the solid particles, these particles are in suspension and move along the circulation circuit. If this speed is less than the particle deposition rate, then particles accumulate at the bottom of the tank in its center.

Меняя интенсивность циркуляции нижнего циркуляционного контура путем изменения интенсивности вращения всей пульпы в резервуаре, можно создать условия, при которых в центре резервуара на его дне будут собираться частицы твердого, имеющие гидравлическую крупность выше заданной гидравлической крупности. Таким образом, производится классификация частиц по гидравлической крупности. Отбор осевших частиц из зоны их скопления в центре днища может быть произведен известными способами. Удаление не осевших частиц осуществляется вместе с жидкостью из верхней части циркуляционного контура. By changing the intensity of the circulation of the lower circulation circuit by changing the rotation intensity of the entire pulp in the tank, it is possible to create conditions under which solid particles having a hydraulic particle size above a given hydraulic particle size will collect in the center of the tank at its bottom. Thus, the classification of particles by hydraulic size. The selection of settled particles from the zone of their accumulation in the center of the bottom can be made by known methods. Removal of not settled particles is carried out together with the liquid from the upper part of the circulation circuit.

Предложенный способ позволяет повысить эффективность разделения твердых частиц по гидравлической крупности, исключить необходимость подачи промывочной воды и снизить энергозатраты. The proposed method allows to increase the efficiency of separation of solid particles by hydraulic fineness, eliminate the need for flushing water and reduce energy consumption.

На чертеже показан резервуар с вертикальными контурами циркуляции жидкости, обеспечивающими разделение частиц, вертикальный разрез. The drawing shows a tank with vertical circuits of fluid circulation, providing separation of particles, a vertical section.

В верхнюю часть резервуара 1 подают исходное питание, представляющее собой пульпу 2, содержащую жидкость и твердые частицы различной гидравлической крупности. Закручивание пульпы 2 осуществляют вокруг вертикальной оси резервуара 1 при помощи мешалки 3, закрепленной на полом вертикальном валу 4, до образования воронки 5, не доходящей до дна резервуара 1. При закручивании пульпы 2 образуются верхний и нижний замкнутые циркуляционные контуры 6 и 7, которые перемешивают пульпу 2 с частицами твердого по объему резервуара 1. Нижний замкнутый циркуляционный контур 7 образует по оси резервуара 1 восходящий поток 8 пульпы 2, а верхний циркуляционный замкнутый контур 6 образует по оси резервуара 1 нисходящий поток 9 пульпы 2. Заданная мешалкой 3 интенсивность вращения пульпы 2 в резервуаре 1 определяет соответствующую величину скорости и нисходящего потока 9, и восходящего потока 8. Частицы твердого, скорость осаждения которых меньше скорости восходящего потока 8, уносятся в общий объем резервуара 1. Частицы твердого, скорость осаждения которых больше скорости восходящего потока 8, оседают на днище резервуара 1 в центральной его зоне 10. Осевшие твердые частицы из зоны 10 загружаются вместе с жидкостью через отверстие 11. Витающие частицы твердого разгружаются вместе с жидкостью из верхнего циркуляционного контура 6 через патрубок 12. In the upper part of the tank 1 serves the initial power, which is a pulp 2 containing liquid and solid particles of various hydraulic sizes. The pulp 2 is twisted around the vertical axis of the tank 1 by means of a stirrer 3, mounted on a hollow vertical shaft 4, until a funnel 5 is formed, not reaching the bottom of the tank 1. When the pulp 2 is twisted, upper and lower closed circulation circuits 6 and 7 are formed, which mix pulp 2 with particles solid in volume of tank 1. The lower closed circulation loop 7 forms an upward flow 8 of pulp 2 along the axis of the tank 1, and the upper closed circulation loop 6 forms a downward sweat along the axis of the tank 1 to 9 pulp 2. The intensity of rotation of the pulp 2 in the tank 1, set by the mixer 3, determines the corresponding value of the velocity of both the downward flow 9 and the upward flow 8. Particles of solid particles whose deposition rate is less than the speed of the upward flow 8 are carried into the total volume of the tank 1. , the deposition rate of which is greater than the velocity of the upward flow 8, is deposited on the bottom of the tank 1 in its central zone 10. The settled solid particles from zone 10 are loaded together with the liquid through the hole 11. The floating particles of solid unloading pressed together with the liquid from the upper circulation circuit 6 through the pipe 12.

Благодаря организации замкнутого циркуляционного контура 7 с образованием неразрывно связанного с ним восходящего потока 8 пульпы 2, расположенного в нижней осевой части резервуара 1, обеспечено пропорциональное соотношение скорости, вращения мешалки 3 и скорости восходящего потока 8 пульпы 2. Указанное соответствие скоростей позволяет с большой точностью регулировать скорость восходящего потока 8 пульпы 2 и, следовательно, позволяет задавать необходимую стабильную скорость восходящего потока 8 пульпы 2, обеспечивающую осаждение твердых частиц заданной гидравлической крупности. Due to the organization of a closed circulation loop 7 with the formation of an inextricably linked upward stream 8 of the pulp 2 located in the lower axial part of the tank 1, a proportional ratio of the speed, rotation of the stirrer 3 and the speed of the upward stream 8 of the pulp 2 is provided. the speed of the upward stream 8 of the pulp 2 and, therefore, allows you to set the necessary stable speed of the upward stream 8 of the pulp 2, providing the deposition of solid particles of a given hydraulic size.

Claims

METHOD OF SEPARATION OF SOLID PARTICLES IN A PULP OF SOLID PARTICULARS WITH DIFFERENT HYDRAULIC LARGE, based on different rates of their deposition in the field of gravitational forces in an upward fluid flow formed in the tank, followed by selection of separated particles, characterized in that the upward flow is formed by imparting rotational movement of the pulp around the vertical the axis of the tank, and the boundary of separation of solid particles by hydraulic size is set by the rotational speed of the pulp.