Лекция № 6. Для разделения в жидкой среде зернистых материалов, различающихся плотностью или крупностью составляющих частиц

Классификация

Для разделения в жидкой среде зернистых материалов, различающихся плотностью или крупностью составляющих частиц, используют аппараты, которые называют гидроциклонами (от греч. kyklon — кружащийся, вращающийся).

Гидроциклоны применяют для:

- классификации материала по крупности (классификаторы);

- отделения избытка воды и шламов от зернистого материала (сгустители);

- обогащения полезных ископаемых по плотности, например в тяжелых суспензиях (сепараторы);

- очистке жидкости от твердых частиц (осветлители).

Впервые гидроциклоны использованы в 1939 г. на обогатительной фабрике в Нидерландах, в СССР – в начале 50-х гг. 20 в.

Благодаря несложной конструкции, малым размерам, простоте эксплуатации и высокой эффективности гидроциклоны находят широкое применение в различных отраслях промышленности.

Гидроциклон (рис. 5.6) состоит из короткой цилиндрической (верхней) части и удлиненной конической (нижней) части.

Пульпа вводится через питающий патрубок в аппарат тангенциально, т.е. по касательной к поверхности цилиндра. В вершине конуса находится отверстие для разгрузки крупнозернистого (сгущенного или тяжелого продукта), который называется песками.

Верхняя часть цилиндра закрывается крышкой, в центре которой установлен сливной патрубок. Он служит для разгрузки тонкозернистого (разжиженного, менее плотного, чем исходная пульпа) материала, который называется сливом.

Поступающие с исходной пульпой более крупные и тяжелые частицы центробежной силой отбрасываются к внутренней поверхности цилиндра и увлекаются вниз вращающимся нисходящим потоком.

Под действием радиальной составляющей потока (от стенок к центру) и турбулентного характера его движения легкие и мелкие частицы уносятся во внутреннюю зону.

Часть опускающегося вниз вихревого потока в нижней зоне конуса поворачивает вверх и формирует слив.

В ряде случаев гидроциклоны объединяются в батареи. Для борьбы с абразивным износом некоторые типы гидроциклонов изнутри футеруют износостойкими материалами (каменное литье, резина, полиуретан и т.п.). Наиболее изнашиваемая часть – песковая насадка – изготовляется из металлокерамических материалов и карбидов металлов (монолитного поликристаллического карбида кремния (МПК)).