RU2842380C1 - Классификатор и способ классификации - Google Patents

Abstract

Предложенная группа изобретений относится к классификатору для разделения частиц по размеру и плотности и к способу классификации частиц по размеру и плотности. Продолговатый классификатор для разделения частиц сырья по размеру и плотности в псевдоожиженном слое, содержащем сырье и поднимающуюся псевдоожижающую текучую среду, содержит выпускное отверстие для нижнего потока для транспортировки первого продукта из продолговатого классификатора, псевдоожижающее средство для введения поднимающейся псевдоожижающей текучей среды в продолговатый классификатор, отстойную камеру для образования зоны затрудненного осаждения в псевдоожиженном слое, чтобы увеличить влияние плотности частиц на разделение частиц в псевдоожиженном слое, камеру обратного потока для образования зоны свободного осаждения в псевдоожиженном слое, чтобы увеличить влияние размера частиц на разделение частиц в псевдоожиженном слое, желоб, сообщающийся по потоку текучей среды с камерой обратного потока, для транспортировки второго продукта к выпускному отверстию для верхнего потока продолговатого классификатора и впускной канал, выступающий в продолговатый классификатор для подачи сырья в продолговатый классификатор. Псевдоожижающее средство содержит множество форсунок, направленных к верхней части камеры для псевдоожижения. Форсунки расположены в отверстиях пластины для псевдоожижения и имеют резьбу, комплементарную резьбе, образованной в указанных отверстиях. Отстойная камера сообщается по потоку текучей среды с псевдоожижающим средством и выпускным отверстием для нижнего потока. Камера обратного потока сообщается по потоку текучей среды с отстойной камерой и имеет площадь поперечного сечения, большую чем площадь поперечного сечения отстойной камеры. Продолговатый классификатор используют для осуществления способа классификации частиц сырья по размеру и плотности в псевдоожиженном слое, включающего подачу сырья через впускной канал в продолговатый классификатор, введение псевдоожижающей текучей среды в продолговатую камеру с помощью псевдоожижающего средства, обеспечение подъема псевдоожижающей текучей среды внутри продолговатой камеры по направлению к камере обратного потока, образование псевдоожиженного слоя в продолговатом классификаторе, образование зоны затрудненного осаждения в отстойной камере для увеличения влияния плотности частиц на разделение частиц в псевдоожиженном слое, образование зоны свободного осаждения в камере обратного потока для увеличения влияния размера частиц на разделение частиц в псевдоожиженном слое, транспортировку первого продукта из продолговатого классификатора через выпускное отверстие для нижнего потока и транспортировку второго продукта из классификатора через желоб. Технический результат – повышение эффективности и скорости разделения. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 пр.

Description

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к классификатору для разделения частиц по размеру и плотности и к способу классификации частиц по размеру и плотности.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

При обогащении полезных ископаемых часто необходимо классифицировать частицы по их размеру, а иногда и по плотности.

Классификация - это метод разделения смесей минеральных частиц на два или более продуктов на основе скорости, с которой минеральные частицы оседают (то есть падают или тонут) в текучей среде. То есть минеральные частицы разделяются на два или более продуктов за счет использования их соответствующих скоростей осаждения в текучей среде. При обогащении полезных ископаемых текучей средой обычно является вода. Мокрая классификация обычно применяется к минеральным частицам, которые считаются слишком мелкими для эффективной сортировки с помощью просеивания.

Классификаторы состоят из сортировочной колонны, в которой текучая среда поднимается с постоянной скоростью. Частицы, попадающие в сортировочную колонну, либо опускаются, либо поднимаются в зависимости от того, больше или меньше их конечная скорость скорости восходящего потока текучей среды. Частица обретает свою конечную скорость при достижении равновесия между силой тяжести и силой сопротивления текучей среды, действующими на частицу.

Таким образом, сортировочная колонна разделяет сырье на два продукта - верхний поток, состоящий из частиц с конечными скоростями меньше скорости текучей среды, и нижний поток, состоящий из частиц с конечными скоростями больше скорости текучей среды.

Известны классификаторы с обратным потоком, содержащие множество наклонных параллельных пластин или ламелей. Множество наклонных параллельных пластин или ламелей образует множество наклонных каналов. Применяются различные способы подачи, так что суспензия, содержащая частицы разного размера и плотности, проходит в каждый наклонный канал. Частицы, имеющие диаметр или плотность больше заданного значения, оседают под действием силы тяжести в сторону наклонной пластины или ламели. Оседая на наклонной пластине или ламели, частица соскальзывает вниз по наклонной пластине или ламели и попадает в нижний поток. Частицы, имеющие диаметр или плотность меньше заданного значения, не оседают на наклонной пластине или ламели. Вместо этого такие частицы проходят по наклонным каналам и попадают в верхний поток. Таким образом, частицы, имеющие различные размеры и плотности, разделяются.

Основным преимуществом классификаторов с наклонными пластинами является повышенная способность рециркуляции твердых частиц на единицу площади поверхности. Однако классификаторы с наклонными пластинами также имеют существенные недостатки. Основным недостатком классификаторов с наклонными пластинами является их сложная конструкция и связанные с этим капитальные затраты. Кроме того, различные каналы между наклонными пластинами или ламелями часто загрязняются и их трудно очистить.

С другой стороны, другие классификаторы состоят только из продолговатой области осаждения, которая служит областью классификации. Однако эти классификаторы имеют плохие характеристики извлечения, поскольку неправильно размещенный материал не извлекается. Материал немедленно перемещается в сливной желоб.

Несколько классификаторов предшествующего уровня техники, включая известных из документов US 3940252, US 5641397 и US 6264040, раскрывают различные системы для разделения частиц в жидкой среде. Однако эти ссылки представляют техническое ограничение, поскольку эти предшествующие системы в основном полагаются на пассивное осаждение под действием силы тяжести или противоточный поток, что приводит к низкой скорости разделения и снижению эффективности.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является обеспечение классификатора для разделения частиц по размеру и плотности, а также способа классификации частиц по размеру и плотности, с помощью которых, как полагает автор, по меньшей мере частично будут устранены указанные выше недостатки или который обеспечит полезную альтернативу известным классификаторам и способам классификации частиц.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложен продолговатый классификатор для разделения частиц сырья по размеру и плотности в псевдоожиженном слое, содержащем сырье и поднимающуюся псевдоожижающую текучую среду, при этом продолговатый классификатор содержит:

- выпускное отверстие для нижнего потока для транспортировки первого продукта из продолговатого классификатора;

- псевдоожижающее средство для введения псевдоожижающей текучей среды в продолговатый классификатор;

- отстойную камеру для образования зоны затрудненного осаждения в псевдоожиженном слое, чтобы увеличить влияние плотности частиц на разделение частиц в псевдоожиженном слое, при этом отстойная камера сообщается по потоку текучей среды с псевдоожижающим средством и выпускным отверстием для нижнего потока;

- камеру обратного потока для образования зоны свободного осаждения в псевдоожиженном слое, чтобы увеличить влияние размера частиц на разделение частиц в псевдоожиженном слое, при этом камера обратного потока сообщается по потоку текучей среды с отстойной камерой и имеет площадь поперечного сечения, большую чем площадь поперечного сечения отстойной камеры;

- желоб, сообщающийся по потоку текучей среды с камерой обратного потока, для транспортировки второго продукта к выпускному отверстию для верхнего потока продолговатого классификатора; и

- впускной канал, выступающий в продолговатый классификатор для подачи сырья в продолговатый классификатор.

Сырье может представлять собой смесь твердых частиц. В альтернативном варианте сырье может представлять собой смесь твердых частиц, взвешенных в текучей среде. Например, сырье может представлять собой суспензию.

Отношение площади поперечного сечения отстойной камеры к площади поперечного сечения камеры обратного потока может составлять 1:1,4, 1:2 или больше.

Твердые частицы могут иметь различные размеры и/или плотности. Твердые частицы могут быть частицами угля, частицами руды, металлосодержащими частицами, металлическими частицами или минеральными частицами. Частицы могут иметь диаметр от 0,05 мм до 4 мм.

Псевдоожижающая текучая среда может быть жидкостью или газом. Жидкость может быть водой. Газ может представлять собой сжатый воздух.

Псевдоожижающее средство может иметь форму камеры для псевдоожижения, имеющей пластину для псевдоожижения. Псевдоожижающая текучая среда может подаваться в псевдоожижающее средство под давлением и нагнетаться через отверстия в пластине для псевдоожижения. Пластина для псевдоожижения может располагаться над областью сбора нижнего потока в камере для псевдоожижения. Предусмотрено псевдоожижающее средство, содержащее множество форсунок, направленных к верхней части продолговатой камеры. Форсунки могут располагаться в отверстиях и включать резьбу, комплементарную резьбе, образованной в отверстиях в пластине для псевдоожижения.

Вход выпускного отверстия для нижнего потока может быть образован в основании области сбора нижнего потока. Клапан может регулировать скорость потока первого продукта через выпускное отверстие для нижнего потока. К клапану может быть подсоединено средство управления технологическим процессом, при этом средство управления технологическим процессом служит для приведения в действие клапана для управления скоростью потока первого продукта через выпускное отверстие для нижнего потока на основе измерений давления, выполненных в отстойной камере.

Отстойная камера может иметь одинаковую площадь по всему поперечному сечению.

Камера обратного потока может содержать нижнюю камеру и верхнюю камеру. Площадь поперечного сечения нижней камеры может постепенно увеличиваться по направлению к верхней камере. То есть боковые стенки нижней камеры могут расширяться наружу по направлению к боковым стенкам верхней камеры.

Могут быть предусмотрены средства вибрации или перемешивания, чтобы качать или взбалтывать продолговатый классификатор для ускорения осаждения частиц, плотность которых выше плотности других частиц в псевдоожиженном слое, в псевдоожижающей текучей среде.

Желоб может образовывать канал вокруг части камеры обратного потока для приема второго продукта в виде верхнего потока верхней камеры.

Впускной канал может иметь выход, расположенный в нижней камере камеры обратного потока. Впускной канал может выступать в продолговатый классификатор через центральную область защитной крышки, расположенной сверху желоба.

Защитная крышка может располагаться сверху желоба и поперек канала, образованного желобом. Защитная крышка может гарантировать, что верхний поток продолговатого классификатора попадет в канал, образованный желобом, и что никакие посторонние материалы не попадут в продолговатый классификатор или желоб.

В соответствии со вторым аспектом изобретения предложен способ классификации частиц сырья по размеру и плотности в псевдоожиженном слое, включающий следующие этапы:

- обеспечение продолговатого классификатора, содержащего:

○ выпускное отверстие для нижнего потока;

○ псевдоожижающее средство;

○ отстойную камеру, сообщающуюся по потоку текучей среды с псевдоожижающим средством и выпускным отверстием для нижнего потока;

○ камеру обратного потока, сообщающуюся по потоку текучей среды с отстойной камерой, при этом камера обратного потока имеет площадь поперечного сечения, превышающую площадь поперечного сечения отстойной камеры;

○ желоб, сообщающийся по потоку текучей среды с камерой обратного потока; и

○ впускной канал, выступающий в продолговатую камеру;

- подача сырья через впускной канал в продолговатый канал;

- введение псевдоожижающей текучей среды в продолговатую камеру с помощью псевдоожижающего средства;

- обеспечение подъема псевдоожижающей текучей среды внутри продолговатой камеры по направлению к камере обратного потока;

- образование псевдоожиженного слоя в продолговатом классификаторе, при этом псевдоожиженный слой содержит сырье и поднимающуюся псевдоожижающую текучую среду;

- образование зоны затрудненного осаждения в отстойной камере для увеличения влияния плотности частиц на разделение частиц в псевдоожиженном слое;

- образование зоны свободного осаждения в камере обратного потока для увеличения влияния размера частиц на разделение частиц в псевдоожиженном слое;

- транспортировка первого продукта из продолговатого классификатора через выпускное отверстие для нижнего потока; и

- транспортировка второго продукта из классификатора через желоб.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Далее настоящее изобретение будет описано исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:

Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе продолговатого классификатора согласно первому аспекту изобретения;

Фиг. 2 представляет собой вид сбоку в вертикальной проекции классификатора, показанного на Фиг. 1;

Фиг. 3 представляет собой вид сбоку в вертикальной проекции в сечении по линии III–III на Фиг. 2; и

Фиг. 4 представляет собой вид в перспективе в сечении по линии III–III на Фиг. 2.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Со ссылкой на графические материалы, на которых сходные номера позиций обозначают сходные элементы, продолговатый классификатор для разделения частиц сырья по размеру и плотности в псевдоожиженном слое, содержащем сырье и поднимающуюся псевдоожижающую текучую среду, в соответствии с изобретением, целиком обозначается номером позиции 10.

Как показано в графических материалах, продолговатый классификатор 10 содержит:

- выпускное отверстие 20 для нижнего потока для транспортировки первого продукта (не показан) из продолговатого классификатора 10;

- псевдоожижающее средство 30 для введения псевдоожижающей текучей среды (не показана) в продолговатый классификатор 10;

- отстойную камеру 40 для образования зоны затрудненного осаждения в псевдоожиженном слое (не показана), чтобы увеличить влияние плотности частиц на разделение частиц (не показаны) в псевдоожиженном слое (не показан), при этом отстойная камера 40 сообщается по потоку текучей среды с псевдоожижающим средством 30 и выпускным отверстием 20 для нижнего потока;

- камеру 50 обратного потока для образования зоны свободного осаждения в псевдоожиженном слое (не показан), чтобы увеличить влияние размера частиц на разделение частиц (не показаны) в псевдоожиженном слое (не показан), при этом камера 50 обратного потока сообщается по потоку текучей среды с отстойной камерой 40 и имеет площадь поперечного сечения, большую чем площадь поперечного сечения отстойной камеры 40;

- желоб 60, сообщающийся по потоку текучей среды с камерой 50 обратного потока, для транспортировки второго продукта (не показан) к выпускному отверстию 70 для верхнего потока продолговатого классификатора 10; и

- впускной канал 80, выступающий в продолговатый классификатор 10 для подачи сырья (не показано) в продолговатый классификатор 10.

Как лучше всего показано на Фиг. 3 и 4, клапан 22 расположен между пластиной 32 основания области сбора нижнего потока (которая находится в псевдоожижающем средстве 30) и выпускным отверстием 20 для нижнего потока. Клапан 22 предназначен для управления скоростью потока первого продукта (не показан) через выпускное отверстие 20 для нижнего потока. Средство управления технологическим процессом (не показано) соединено с клапаном 22 и служит для открытия и закрытия клапана 22. Средство управления технологическим процессом (не показано) соединено по меньшей мере с двумя датчиками давления (не показаны), расположенными в отстойной камере 40.

Как показано на Фиг. 4, впускное отверстие 92 клапана 90 для сброса давления расположено в пластине 32 основания области сбора нижнего потока. В процессе работы продолговатого классификатора 10 клапан 90 для сброса давления может открываться для сброса содержимого продолговатого классификатора 10.

Псевдоожижающее средство 30 содержит вход 34 для подачи псевдоожижающей текучей среды под давлением (не показана) в продолговатый классификатор 10. Псевдоожижающая текучая среда под давлением нагнетается через форсунки (не показаны), установленные в отверстиях пластины 38 для псевдоожижения.

Отстойная камера 40 имеет по существу постоянную площадь поперечного сечения относительно продольной оси (представленной линией III–III на Фиг. 2) продолговатого классификатора 10. Отстойная камера 40 сообщается по потоку текучей среды с псевдоожижающим средством 30, выпускным отверстием 20 для нижнего потока и камерой 50 обратного потока. Люк 42 предусмотрен в отстойной камере 40 для облегчения доступа и очистки внутренней части продолговатого классификатора 10.

При использовании в отстойной камере 40 образуется зона затрудненного осаждения в псевдоожиженном слое (не показана). По мере увеличения концентрации частиц в псевдоожиженном слое эффект скопления частиц проявляется сильнее, и скорость осаждения (то есть падения или опускания) частиц уменьшается. Условия затрудненного осаждения уменьшают влияние размера частиц и увеличивают влияние плотности частиц на разделение частиц в псевдоожиженном слое.

Камера 50 обратного потока расположена выше отстойной камеры 40 и сообщается с ней по потоку текучей среды. В предпочтительном варианте осуществления изобретения камера 50 обратного потока содержит нижнюю камеру 50а и верхнюю камеру 50b. Как показано в графических материалах, камера 50 обратного потока имеет площадь поперечного сечения относительно продольной оси продолговатого классификатора 10 большую, чем у отстойной камеры 40. Увеличение площади поперечного сечения камеры 50 обратного потока по сравнению с площадью поперечного сечения отстойной камеры 40 создает при использовании самовозникающую плотную среду в верхней части отстойной камеры 40. Образование и работа самовозникающих плотных сред более подробно обсуждаются ниже.

При использовании в камере 50 обратного потока образуется зона свободного осаждения в псевдоожиженном слое (не показана). Свободное осаждение относится к осаждению (то есть падению или опусканию) частиц в объеме текучей среды (например, в псевдоожиженном слое), который является значительным по отношению к общему объему частиц, поэтому скоплением частиц можно пренебречь. Условия свободного осаждения уменьшают влияние плотности частиц и увеличивают влияние размера частиц на разделение частиц в псевдоожиженном слое.

Желоб 60 окружает верхнюю периферийную область камеры 50 обратного потока. Желоб 60 служит для транспортировки второго продукта (не показан) к выпускному отверстию 70 для верхнего потока. Впускной канал 80 выступает в продолговатый классификатор 10 через защитную крышку 100, расположенную сверху желоба 60, и через канал, образованный желобом 60. В частности, впускной канал 80 выступает в продолговатый классификатор 10 через центральную область защитной крышки 100. Защитная крышка 100 показана в графических материалах лишь частично. Как лучше всего показано на Фиг. 3, впускной канал 80 выступает в продолговатый классификатор 10, так что выход 82 впускного канала 80 находится в нижней камере 50b камеры 50 обратного потока.

Продолговатый классификатор 10 может иметь единую конструкцию. Однако для облегчения транспортировки продолговатого классификатора 10 различные части продолговатого классификатора могут быть прикреплены друг к другу с помощью фланцев 120, которые проходят наружу от различных частей продолговатого классификатора 10.

При использовании сырье (например, суспензия), содержащее воду и частицы разного размера (например, с диаметром от 0,05 до 4 мм) и разной плотности, подают в продолговатый классификатор 10 через впускной канал 80. Суспензия проходит через впускной канал 80 через выход 82 и находится в нижней камере 50а.

Псевдоожижающая текучая среда (например, вода) вводится в продолговатый классификатор 10 через псевдоожижающее средство 30. Здесь псевдоожижающая текучая среда поступает через впускное отверстие 34 и подается к форсункам (не показаны), расположенным в пластине 38 для псевдоожижения. Форсунки (не показаны) нагнетают псевдоожижающую текучую среду под давлением в отстойную камеру 40. Таким образом, псевдоожижающая текучая среда смешивается с сырьем и образует псевдоожиженный слой внутри продолговатого классификатора 10. Скорость потока псевдоожижающей текучей среды в продолговатый классификатор 10 такова, что псевдоожиженный слой продолжает подниматься с возрастающей скоростью внутри продолговатого классификатора по направлению к камере 50 обратного потока.

За счет скопления частиц в отстойной камере 40 образуется зона затрудненного осаждения. Следовательно, частицы (не показаны) в псевдоожиженном слое (не показан) разделяются в отстойной камере 40 в основном в зависимости от их соответствующих плотностей. Здесь, если две частицы (не показаны) имеют одинаковый размер (т. е. диаметр), то частица (не показана), имеющая более высокую плотность, будет иметь более высокую конечную скорость. Следовательно, частицы (не показаны), имеющие более высокую конечную скорость, чем скорость, с которой псевдоожиженный слой (не показан) поднимается в отстойной камере 40, оседают в направлении пластины 32 основания камеры 30 для псевдоожижения. Эти частицы образуют плотный слой в нижней части отстойной камеры 40, который препятствует попаданию частиц, имеющих относительно низкую плотность, но относительно большой размер, в камеру 30 для псевдоожижения. Частицы, имеющие относительно высокую плотность и относительно большой размер по сравнению с другими частицами в псевдоожиженном слое, удаляются из продолговатого классификатора 10 через выпускное отверстие 20 для нижнего потока в качестве первого продукта.

Частицы (не показаны), имеющие более низкую конечную скорость, чем скорость, с которой псевдоожиженный слой (не показан) поднимается в отстойной камере 40, переносятся вверх к камере 50 обратного потока.

Увеличенная площадь поперечного сечения камеры 50 обратного потока (по сравнению с площадью поперечного сечения отстойной камеры 40) вызывает образование зоны свободного осаждения в камере 50 обратного потока. Следовательно, частицы (не показаны) в псевдоожиженном слое (не показан) разделяются в камере 50 обратного потока в основном на основе их соответствующих размеров (т. е. диаметров). Здесь, если две частицы (не показаны) имеют одинаковую плотность, то частица (не показана), имеющая больший размер (т. е. диаметр), будет иметь более высокую конечную скорость. Таким образом, частицы (не показаны), имеющие более высокую конечную скорость, чем скорость, с которой псевдоожиженный слой (не показан) поднимается в камере 50 обратного потока, оседают вниз в продолговатом классификаторе 10 и в направлении отстойной камеры 40. Эти частицы (не показаны) образуют самовозникающую плотную среду (не показана) в нижней части камеры 50 обратного потока и в верхней части отстойной камеры 40. Самовозникающая плотная среда (не показана) побуждает частицы, имеющие относительно низкую плотность, подниматься к области верхнего края верхней камеры 50b. Во время непрерывной работы продолговатого классификатора 10 эти мелкие частицы просачиваются через область верхнего края верхней камеры 50b в желоб 60, где они удаляются как второй продукт (не показан).

Частицы (не показаны), конечная скорость которых меньше скорости, с которой псевдоожиженный слой (не показан) поднимается в камере 50 обратного потока, переносятся вверх к верхней камере 50b. В конце концов, эти частицы (не показаны) просачиваются через верхний край верхней камеры 50b и попадают в канал желоба 60. Желоб 60 транспортирует эти частицы (не показаны) в качестве второго продукта (не показан) к выпускному отверстию 70 для верхнего потока.

Средство управления технологическим процессом соединено с клапаном 22. Средство управления технологическим процессом служит для приведения в действие клапана 22, чтобы регулировать скорость потока первого продукта (не показан) через выпускное отверстие 20 для нижнего потока на основе измерений давления, сделанных по меньшей мере двумя датчиками давления (не показаны), расположенными в отстойной камере 40.

Экспериментальные результаты, демонстрирующие преимущества классификатора 10 и способа классификации частиц по размеру и плотности

Классификатор 10, имеющий соотношение площади поперечного сечения его отстойной камеры 40 к площади поперечного сечения его камеры 50 обратного потока, равное 1:1,5, использовали для получения приведенных ниже экспериментальных результатов.

Первый эксперимент

Классификатор 10 использовали для повышения качества низкосортного угольного сырья до высокосортного угольного продукта.

Сырье, подаваемое в классификатор 10 через впускной канал 80, представляло собой продукт сепарации, содержащий 64 кг смеси частиц угля и золы. В частности, смесь сырья содержала:

- 51,968 кг угольных частиц с теплотворной способностью 24,2 кДж/кг; и

- 12,032 кг золы.

Частицы сырья разделяли по размеру и плотности в псевдоожиженном слое, состоящем из сырья и воды (т. е. псевдоожижающей текучей среды).

Первый продукт, отобранный из нижнего потока 20 продолговатого классификатора 10, имел массу 13 кг и содержал:

- 7,8 кг угольных частиц с теплотворной способностью 17,2 кДж/кг; и

- 5,2 кг золы.

Второй продукт, отобранный из выпускного отверстия 70 для верхнего потока продолговатого классификатора 10, имел массу 51 кг и содержал:

- 43,503 кг угольных частиц с теплотворной способностью 26,1 кДж/кг; и

- 14,797 кг золы.

Как видно из приведенных выше результатов, продолговатый классификатор 10 представляет собой простое, но эффективное средство классификации частиц по размеру и плотности.

Второй эксперимент

Классификатор 10 использовали для получения продукта с содержанием железа 63 масс. % и более.

Сырье, подаваемое в классификатор 10 через впускной канал 80, представляло собой 81,2 кг смеси, содержащей 47,275 кг ультрамелких частиц железа.

Частицы сырья разделяли по размеру и плотности в псевдоожиженном слое, состоящем из сырья и воды (т. е. псевдоожижающей текучей среды).

Первый продукт, отобранный из нижнего потока 20 продолговатого классификатора 10, имел массу 50,6 кг и содержал 32,328 кг ультрамелких частиц железа.

Второй продукт, отобранный из выпускного отверстия 70 для верхнего потока продолговатого классификатора 10, имел массу 30,6 кг и содержал 10,092 кг ультрамелких частиц железа.

Таким образом, сырье, содержащее 58,22 масс. % ультрамелких частиц, было улучшено до продукта, содержащего 63,89 масс. % ультрамелких частиц.

Как снова ясно из приведенных выше результатов, продолговатый классификатор 10 обеспечивает простое, но эффективное средство классификации частиц по размеру и плотности.

Предпочтительно вышеописанный продолговатый классификатор 10 и способ классификации обеспечивают простое, но эффективное средство классификации частиц на основе размера и плотности. Автор обнаружил, что продолговатый классификатор 10 легче эксплуатировать и обслуживать, чем обычные классификаторы с пластинами-ламелями. Увеличение площади поперечного сечения камеры 50 обратного потока по сравнению с площадью поперечного сечения отстойной камеры 40 обеспечивает простое, но эффективное средство создания самовозникающей плотной среды в продолговатом классификаторе 10. Самовозникающая плотная среда приводит к увеличению рециркуляционной способности частиц на единицу площади поперечного сечения.

Специалистам в данной области техники будет понятно, что изобретение не ограничивается точными деталями, описанными в данном документе, и что возможны многие варианты без отклонения от объема и сущности изобретения.

Описание представлено с целью обеспечения того, что считается наиболее полезным и понятным описанием принципов и концептуальных аспектов изобретения. В связи с этим не предпринимается никаких попыток показать и/или описать детали конструкции согласно изобретению более подробно, чем это необходимо для фундаментального понимания изобретения. Поэтому используемые термины следует интерпретировать как слова для описания, а не для ограничения.

Claims (34)

1. Продолговатый классификатор для разделения частиц сырья по размеру и плотности в псевдоожиженном слое, содержащем сырье и поднимающуюся псевдоожижающую текучую среду, содержащий:

- выпускное отверстие для нижнего потока для транспортировки первого продукта из продолговатого классификатора;

- псевдоожижающее средство для введения поднимающейся псевдоожижающей текучей среды в продолговатый классификатор, причем псевдоожижающее средство содержит множество форсунок, направленных к верхней части камеры для псевдоожижения, при этом форсунки расположены в отверстиях пластины для псевдоожижения и имеют резьбу, комплементарную резьбе, образованной в указанных отверстиях;

- отстойную камеру для образования зоны затрудненного осаждения в псевдоожиженном слое, чтобы увеличить влияние плотности частиц на разделение частиц в псевдоожиженном слое, при этом отстойная камера сообщается по потоку текучей среды с псевдоожижающим средством и выпускным отверстием для нижнего потока;

- камеру обратного потока для образования зоны свободного осаждения в псевдоожиженном слое, чтобы увеличить влияние размера частиц на разделение частиц в псевдоожиженном слое, при этом камера обратного потока сообщается по потоку текучей среды с отстойной камерой и имеет площадь поперечного сечения, большую чем площадь поперечного сечения отстойной камеры;

- желоб, сообщающийся по потоку текучей среды с камерой обратного потока, для транспортировки второго продукта к выпускному отверстию для верхнего потока продолговатого классификатора;

- впускной канал, выступающий в продолговатый классификатор для подачи сырья в продолговатый классификатор.

2. Продолговатый классификатор по п. 1, отличающийся тем, что впускной канал выполнен с возможностью подачи сырья, содержащего смесь твердых частиц или смесь твердых частиц, взвешенных в текучей среде.

3. Продолговатый классификатор по п. 1, отличающийся тем, что отношение площади поперечного сечения отстойной камеры к площади поперечного сечения камеры обратного потока составляет от 1:1,4 до 1:2.

4. Продолговатый классификатор по п. 1, отличающийся тем, что псевдоожижающее средство выполнено с возможностью введения поднимающейся псевдоожижающей текучей среды в форме жидкости или газа.

5. Продолговатый классификатор по п. 1, отличающийся тем, что пластина для псевдоожижения расположена над областью сбора нижнего потока продолговатого классификатора, и при этом поднимающаяся псевдоожижающая текучая среда вводится в псевдоожижающее средство под давлением и нагнетается через отверстия в пластине для псевдоожижения.

6. Продолговатый классификатор по п. 5, отличающийся тем, что вход выпускного отверстия для нижнего потока выполнен в основании области сбора нижнего потока.

7. Продолговатый классификатор по п. 1, отличающийся тем, что клапан регулирует скорость потока первого продукта через выпускное отверстие для нижнего потока.

8. Продолговатый классификатор по п. 7, отличающийся тем, что средство управления технологическим процессом соединено с клапаном, причем средство управления технологическим процессом служит для управления клапаном таким образом, чтобы регулировать скорость потока первого продукта через выпускное отверстие для нижнего потока на основе измерений давления, выполненных в отстойной камере.

9. Продолговатый классификатор по п. 1, отличающийся тем, что камера обратного потока содержит нижнюю камеру и верхнюю камеру, и при этом площадь поперечного сечения нижней камеры постепенно увеличивается по направлению к верхней камере.

10. Продолговатый классификатор по п. 1, отличающийся тем, что предусмотрено средство вибрации или перемешивания, чтобы качать или взбалтывать продолговатый классификатор для ускорения осаждения частиц, плотность которых выше плотности других частиц в псевдоожиженном слое, в псевдоожижающей текучей среде.

11. Продолговатый классификатор по п. 9, отличающийся тем, что желоб образует канал вокруг части камеры обратного потока для приема второго продукта в виде верхнего потока верхней камеры.

12. Продолговатый классификатор по п. 9, отличающийся тем, что впускной канал имеет выход, расположенный в нижней камере камеры обратного потока.

13. Способ классификации частиц сырья по размеру и плотности в псевдоожиженном слое, включающий следующие этапы:

- обеспечение продолговатого классификатора, содержащего:

выпускное отверстие для нижнего потока;

псевдоожижающее средство, содержащее множество форсунок, направленных к верхней части камеры для псевдоожижения, при этом форсунки расположены в отверстиях пластины для псевдоожижения и имеют резьбу, комплементарную резьбе, образованной в указанных отверстиях;

отстойную камеру, сообщающуюся по потоку текучей среды с псевдоожижающим средством и выпускным отверстием для нижнего потока;

камеру обратного потока, сообщающуюся по потоку текучей среды с отстойной камерой, при этом камера обратного потока имеет площадь поперечного сечения, превышающую площадь поперечного сечения отстойной камеры;

желоб, сообщающийся по потоку текучей среды с камерой обратного потока; и

впускной канал, выступающий в продолговатую камеру;

- подача сырья через впускной канал в продолговатый классификатор;

- введение псевдоожижающей текучей среды в продолговатую камеру с помощью псевдоожижающего средства;

- обеспечение подъема псевдоожижающей текучей среды внутри продолговатой камеры по направлению к камере обратного потока;

- образование псевдоожиженного слоя в продолговатом классификаторе, при этом псевдоожиженный слой содержит сырье и поднимающуюся псевдоожижающую текучую среду;

- образование зоны затрудненного осаждения в отстойной камере для увеличения влияния плотности частиц на разделение частиц в псевдоожиженном слое;

- образование зоны свободного осаждения в камере обратного потока для увеличения влияния размера частиц на разделение частиц в псевдоожиженном слое;

- транспортировка первого продукта из продолговатого классификатора через выпускное отверстие для нижнего потока; и

- транспортировка второго продукта из классификатора через желоб.