КЛАССИФИКАЦИЯ

Классификация - это процесс разделения материала по крупности в жидкости (или газе), основанный на различии скоростей падения в полях гравитационной силы (гравитационная классификация) или центробежной силы (центробежная классификация) зерен различной крупности. В соответствии с используемой средой (вода или воздух) классификация может быть гидравлической или пневматической, наибольшее распространение получила гидравлическая классификация.

Скорость осаждения зерна в жидкости определяется плотностью, размером и формой зерна, а также плотностью и вязкостью жидкости. Например, скорость осаждения зерна в воде можно определить по следующим формулам: мелкого зерна (d < 0,01 см)

v = 5425d ²(d - 1);

зерна среднего размера (d = 0,01¸0,27 см)

v = 120d(d - 1)^2/3;

крупного зерна (d > 0,27 см )

v = 55 .

В этих формулах: v - скорость осаждения зерна, см/с; d - размер зерна, см; d - плотность зерна, г/cм³.

Обычно при обогащении полезных ископаемых классификации подвергается продукт, содержащий частицы меньше 6 мм для руд и 13 мм для углей. Гидравлическую классификацию применяют для разделения по граничной крупности 40 мкм и более.

Рис.I.5. Принцип действия классифицирующего конуса

Основными классифицирующими аппаратами являются конусные классификаторы, спиральные классификаторы и гидроциклоны.

Простейшими гидравлическими классификаторами являются автоматические конусы (рис.I.5). На обогатительных фабриках их используют в отдельных случаях во вспомогательных операциях – для отделения песков от шламов при низкой эффективности классификации или обезвоживании обесшламленного мелкозернистого материала, а также как буферные емкости. Разгрузка слива происходит самотеком через сливной порог, а песков – непрерывно через песковые насадки или с применением разного рода затворов периодического действия.

Рис.I.6. Спиральный классификатор 1 – слив; 2 – пески; 3 - исходное питание

У спирального классификатора (рис.I.6) исходный материал подается в нижнюю треть ванны. Мелкие частицы, у которых скорость падения низкая, удаляются со сливом через порог. Крупные частицы, чья скорость падения выше, оседают на дно и спиралью транспортируются в верхнюю часть ванны, где разгружаются через специальное отверстие. На дне аппарата образуется постель из осевших частиц, которая предохраняет ванну от износа. Спиральные классификаторы бывают одно- и двухспиральные.

D Пески a D d Слив Питание   Рис.I.7. Гидроциклон 1 - сливной патрубок; 2 - сливная труба; 3 - питающая насадка; 4 - цилиндроконический сосуд; 5 - песковая насадка

Гидроциклоны (рис.I.7) – аппараты для классификации тонкоизмельченных материалов по гидравлической крупности в центробежном поле, создаваемом в результате вращения пульпы. Их применяют также для обогащения мелко- и среднезернистых руд в тяжелых суспензиях. Исходная пульпа подается в гидроциклон под давлением через питающую насадку, установленную тангенциально непосредственно под крышкой аппарата. Пески разгружаются через песковую насадку, а слив – через сливной патрубок, расположенный в центре крышки и соединенный со сливной трубой непосредственно или через сливную коробку. Движущихся деталей в гидроциклоне нет. Главной действующей в гидроциклоне силой является центробежная сила инерции, возникающая при вращении пульпы благодаря тангенциальной подаче питания. Под действием центробежной силы более крупные и более тяжелые частицы твердого отбрасываются к стенке корпуса гидроциклона, опускаются под действием силы тяжести вниз и разгружаются через песковую насадку. Более тонкие и легкие частицы вытесняются к центру гидроциклона и выносятся в слив.

Гидроциклоны применяют в настоящее время в качестве классифицирующих аппаратов на подавляющем большинстве обогатительных фабрик.