Гидроциклондар

Олар байыту фабрикаларында ең көп тараған және жиі қолданылатын сұрыптағыш аппараттардың бірі болып табылады. Гидроциклондарда сұрыптау процесі әлдеқайда тез жүреді. Себебі, түйіршіктерді шөгіндіру үшін, олардың ауырлық күшінен әлденеше рет жоғары болатын ортадан тепкіш күш әсер етеді. Сондықтан гидроциклондар сұрыптағыштардың ортадан тепкіш түріне жатады.

Байыту саласында гидроциклондар майда ұнтақталған затты құм-ағызындыға бөлу үшін, кейде сусыздандыру мен шламсызданлыру сондай-ак, кейбір кендерді ауыр ортада байыту үшін де қолданылады.

Гидроциклон цилиндр және конус пішінді бөліктерден тұратын аппарат болып табылады (6-сурет). ІІилиндр пішінді бөлігінде пульпа келіп түсетін құбыршық орнатылған. Гидроцилклонға пульпа ішкі бетіне жанай, қысыммен беріледі.

Құбыршық орнатылған тесік, оған түсетін пульпаның ағыны гидроциклон корпусының ішкі бетімен айналып жүретіндей етіп жасалған. Пульпа түсетін құбыршықтың қима ауданын қажетті мөлшерде өзгертіп отыру үшін, оның ішіне ауыспалы астарлар орнатылған. Гидроциклонның цилиндрлік бөлігінің жоғарғы жағында ағызынды құбыршығы бар. ол құбыр желісінің орналасуына сәйкес өз осі арқылы әр 90⁰-қа айналып тұра алады.

Гидроциклонның конустық бөлігі алмалы-салмалы конустардан тұрады. Гидроциклонның ішкі беті тозуға төзімді тас қаптамамен қапталады. Конустың табанының диаметрі гидроциклонның түріне сәйкес болып келеді. Конустық бөлігінің төбесінде құм шығатын тесік бар, оның мөлшері белгілі бір диаметрі бар салмаларды ауыстыру арқылы реттеліп отырады.

Гидроциклонға пульпа қысыммен насос арқылы беріледі. Қысым пульпа түсетін құбыршыққа орнатылған манометрдің көмегімен өлшенеді. Гидроциклондар жоғары және төмен қысымды болып екіге бөлінеді. Біріншілерінде, түсетін пульпа қысымы мөлшері 0,25-0,35МПа болса, екіншілерінде ол 0,03-0,05 МПа-ға тең.

6-сурет. Гидроциклон 1-ағызынды құбыршығы; 2-ауыспалы астарлар; 3-цилиндрлік бөлік; 4-конустар; 5-сақиналы конус; 6-құм салмасы; 7-пульпа түсетін құбыршық; 8-резиналы диафрагма; 9-бөлгіш камера; 10-манометр.

Пульпаның гидроциклонға жанай бағытта берілуі және құм мен ағызындының орталықта орналасқан тесіктері арқылы шығуы нәтижесінде, пульпаның бұрыштық айналу жылдамдығы өте жоғары. Айналымдағы пульпа ағызындысы конустың төменгі жағында екі ағындыға бөлінеді. Ірі және ауыр түиіршіктер гидроциклоннын ішкі бетіне жиналып, қойылтылған құм түрінде құм салмағы арқылы сыртқа шығып кетеді. Майда түйіршіктер сумен бірге ішкі ағынды құрайды да, жоғары көтеріліп, ағызынды құбыршасына өтіп кетеді.

Ағызынды құбыршықтары, әдетте ауыспалы етіп жасалады. Олар өздерінің фланецтері арқылы гидроциклонның түбіне бекітіледі. Құм салмалары алмалы-салмалы етіп дайындалған конус пішінді тетіктер болыл келеді.

Олар ақталған шойыннан немесе тозуға төзімді резинадан жасалады. Гидроциклонның өнімділігі мен сұрыптау тиімділігі пульпаның гранулометриялық құрамына, тығыздығына, шламдар мөлшеріне, гидроциклонның диаметріне, пульпа түсетін және ағызынды құбыршығының диаметріне, құм салмасының диаметріне, конустың бұрышына, пульпа түсетін құбыршықтағы қысымға т.б. тікелей байланысты. Осылардың ішіндегі ең үлкен әсер ететін факторларды қарастыралық.

Ағызынды құбыршығы мен құм салмасынын диаметрін дұрыс таңдай білу гидроциклон жұмысының тиімділігін көтеруге үлкен ықпал етеді. Ағызынды құбыршығының ең оңтайлы диаметрі гидроциклон диаметрінің 0,2-0,4 болуы керек. Құм салмасының диаметрі азайған сайын ағызынды ірілігі, құмдағы қатты зат мөлшері және ағызынды шығымы өседі. Бұл жағдайда сұрыптау тиімділігі әуелі ең жоғарғы шегіне дейін өседі де, кейін төмендейді.

Құм салмасының диаметрі ағызынды құбыршғыының днаметріне теңелген жағдайда, сұрыптау процесі толық бұзылады. Құм салмасының диаметрінің ағызынды құбыршағының диаметріне оңтайлы қатынасы 0,5-0,6.

Кенді ірілігіне қарай сұрыптағанда гироциклонның конустық көлбеу бұрышы 20⁰ шамасында болады. Көлбеу бұрышы өскен сайын ағызындының ірілігі ұлгая түседі. Гидроциклонға түсетін зат құрамында қатты зат мөлшері көбейсе құм салмасының жұмысы ауырлайды және гидроциклондағы пульпаның тығыздығы ұлғаяды. Соның нәтижесінде құмдағы қатты зат мөлшері мен ағызындының ірілігі артады.

Кенде майда түйіршіктердің, көп болуы да ағызындының ірілігінің өсуіне әсер етеді.

Гидроциклонды орнатып, жұмысқа дайындағаннан кейін, насостар дұрыс істеген жағдайда, оның жұмысын реттеп отыру үшін құм салмалары белгілі бір уақыт өтксн сайын ауыстырылып, гидроциклонға түсетін пульпаның тығыздығы қажетті деңгейде ұсталынады.

Байыту фабрикаларында диірменмен тұйық циклде істеп, ұнтақталған кенді сұрыптау үшін қолданылатын гидроциклондардың конустық бұрышы 20° және олар ГЦ болып белгіленеді. Алдын-ала қойылту және шламсыздандыру үшін қолданылатын гидроциклондардың конустық бұрышы 10⁰ және олар ГЦС болып белгіленеді.

12-кесте. Гидроциклондардың техникалық сипаттамасы

Жоғарыда қарастырылған екі өнімді гидроциклондардан басқа, кенбайыту саласында, сондай-ақ, үшөнімді және батареялы гидроциклондар қолданылады. Үшөнімді гидроциклон бірінің үстіне бірі орналасқан екі цилиндрден және коңустық бөліктен тұрады.

Кенді ауыр ортада байытқанда үшөнімді гидроциклонда суспензия және кен тығыздығына және көлемдік массаларына қарай, қабаттанып бөлінеді. Тығыздығы жоғары суспензия және ауыр фракция құм тесігі арқылы, ал сұйықтау суснензия мен жеңіл фракция ағызынды және аралық өнім тесігі арқылы шығарылады.

Батареялы гидроциклондар ірілігі 0,1 мм-ден аспайтын майда ағызынды алу үшін және шламсыздандыру үшін қолданылады. Түсетін пульпа бойынша гидроциклондардың өнімділігін төмендегідей формула арқылы анықтауға болады

, л/мин, (7)

мұнда d₁ - пульпа түсетін құбыршаның диаметрі, см;

d₂ -ағызынды құбыршасының диаметрі, см;

g - еркін түсу үдеуі (9,18 м/сек);

Н - пульпаның гидроциклонға түсердегі қысымы, кг/см².

7-сурет. Үш өнімді гидроциклон 1-цилиндр бөлігі; 2-ағызынды салмасы; 3-ысырма; 4-құбыр; 5-аралық өнім құбыршасы; 6-құм салмасы; 7-конустық бөлігі; 8-пульпа түсетін құбырша.

Ұнтақтау циклінде қолданылатын гндроциклондардың механикалық сұрыптағыштармен салыстырғанда бірқатар артықшылықтары бар: 1)диірменді тоқтатқанда және іске қосқанда гидроциклонды босату үшін және оны қайта толтыру үшін көп уақыт қажет емес; 2) гидроциклонды орнату, пайдалану және жөндеу оңай; 3) гидроциклонды қолдану байытудың жетілдірілген технологиялық схемаларын қолдаңуға сондай-ақ, кенді барынша майда ұнтақтауға мүмкіндік береді.

Сонымен қатар, олардың кемшіліктері де бар: электроэнергия көп жұмсалады (насостар), жиі тығылып қалып отырады, салмалары тез істен шығып қалады т.с.с.

Әдебиет: 1-нег. [87-127]

Бақылау сұрақтары:

1. Сұрыптау неге негізделген?

2. Сұрыптағыштар. Оларды қолданудың қажеті?

3. Сұрыптағыштардың конструкциялық ерекшеліктері?

4. Механикалық сұрыптағыштың жұмыс істеу принципі?

5. Ортадан тепкіш күш өрісінде сұрыптау?