Способ извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B04C5/12 

Изобретение относится к способу извлечения твердой фазы из пульпы и может быть использовано, например, для сгущения пульпы текущих флотационных хвостов обогащения на предприятиях горной промышленности, где ведется закладка выработанного пространства.

Известен способ заключения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне, заключающийся в том, что повышение эффективности сгущения твердой фазы пульпы достигается вращением диска с вогнутыми лопатками от электродвигателя, причем частота вращения регулируется устройством, в котором ротор вращается от привода с переменным числом оборотов и управляется по сигналам от датчиков, расположенных в гидроциклоне.

Недостатком этого способа является то, что он не позволяет осуществить эффективное извлечение твердой фазы из пульпы, так как не обеспечивается оптимальное регулирование гидродинамического процесса в цилиндрической части гидроциклона. Этг в свою очередь не позволяет значительной части тонкодисперсных частиц, находящихся в объеме пульпы, достигнуть песковой насадки гидроциклона.

Другой известный способ электромагнитной активации водных систем в гидроциклоне заключается в том, что эффективность осаждения твердой фазы достигается воздействием на пульпу электромагнитным полем посредством системы, состоящей из соленоида, расположенного на внешней поверхности цилиндрической части гидроциклона, который создает магнитное поле вдоль гидроциклона, и двумя изолированными электродами (корпус аппарата и внутренний стержень).

2

О

о VI ю

Это позволяет получать радиальное электрическое поле, ориентированное перпендикулярно направлению движений жидкости, которое ускоряет межфазные переходы и интенсифицирует процесс водоот- деления.

Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает полное извлечение твердой фазы из пульпы и имеет более низкую эффективность по сравнению с предыдущим способом, так как не весь объем пульпы, подаваемой в гидроциклон, подвергается воздействию электромагнитного поля. Это препятствует эффективному во до- отделению в конусной части, в результате чего тонкодисперсные частицы выносятся в слив.

Цель изобретения - повышение эффективности отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц за счет интенсификации процесса сгущения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне в поток пульпы вводится раствор поверхностно-активного вещества (ПАВ),-предварительно облученный монохроматическим когерентным излучением в течение 5 - 10 с. Водный раствор ПАЕ подается через вертикальный трубопровод, установленный в цилиндрической части корпуса гидроциклона и разветвляющийся на патрубки различной длины, концы которых расположены на конгруэнтных кривых и ориентированы в сторону закручивания потока пульпы. Подачу раствора осуществляют со скоростью, обеспечивающей движение частиц по конгруэнтным траекториям сгущаемой среды и эффективный вывод материала требуемых классов крупности в песковую часть.

На фиг.1 изображен гидроциклон, осуществляющий способ, общий вид; на фиг,2 - устройство подачи водного раствора ПАВ с разветвляющимися патрубками различной длины; на фиг.З - его развертка.

В цилиндрическую часть 1 гидроциклона 2, реализующего способ, устанавливают вертикальный трубопровод 3, посредством которого подается водный раствор ПАВ, облученный монохроматическим когерентным излучением гелий-неоновым лазером 4 {например, ЛГ-38 с длиной волны 0,628 мкм и энергией излучения 40 мВт) в промежуточной емкости 5, Вертикальный трубопровод 3 для подачи водного раствора ПАВ разветвляется на патрубки б различной длины, концы которых расположены на конгруэнтных кривых и ориентированы в сторону закручивания всего объема потока пульпы с

угловой скоростью, обеспечивающей движение частиц по конгруэнтным траекториям сгущаемой среды.

Способ и устройство реализуются следующим образом.

Раствор ПАВ, облученный гелий-неоновым лазером 4 (в промежуточной емкости 5), подается через вертикальный трубопровод 3 и разветвляющиеся патрубки б различной

0 длины в цилиндрическую часть 1 корпуса гидроциклона 2. Сюда же через входной патрубок 7 подается пульпа, которая начинает свое вращение по спирали. В результате одновременной подачи облученного

5 монохроматическим когерентным излучением водного раствора ПАВ и исходной пульпы происходит их смешение, и поток пульпы приобретает различную для каждого класса крупности материала скорость,

0 обеспечивающую движение тонкодисперсных частиц по конгруэнтным траекториям, разделяя его по весу частиц на несколько мелких потоков, движущихся направленно по различным спиралям. Это происходит в

5 результате того, что разветвляющиеся патрубки имеют различную длину и выполнены так, что их выходные отверстия ориентированы в сторону закручивания потока и расположены на кбнгруэнтных кривых, это

0 создает уел о вия для более полного наполнения тонкодисперсными частицами потоков, двигающихся с различной угловой скоростью. Кроме того, такое расположение разветвляющихся патрубков 6, имеющих

5 различную длину, не дает возможности пульпе уйти в слиб через сливную трубу 8, минуя процесс разделения твердых частиц повесу. Направленное движение потока от центра к периферии ускоряет начало разде0 пения твердых частиц по массе, так как расклассифицированный в цилиндрической части корпуса гидроциклона по классам крупности материала движется с различной . угловой скоростью, а это в свою очередь

5 увеличивает силы межпоточного трения, которое приводит к интенсивному выпадению тонкодисперсных частиц по периферии конической части 9 гидроциклона 2 к песковой насадке 10.

0 Таким образом, осуществление данного способа извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне позволяет регулировать гидродинамические процессы отделения твердых частиц в цилиндрической и

5 конической частях гидроциклона. В результате достигается максимальное отделение твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц за счет интенсификации процесса сгущения, повышается производительность по твердому.

П р и м е р. С целью проверки работоспособности предлагаемого способа на испытательном стенде рудника им,XXII съезда КПСС Зыряновского свинцового комбината были проведены исследования по новы- шению эффективности отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц.

Испытательный стенд для проверки эффективности способа .извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне представляет собой два независимых гидроциклона, находящихся на одной площадке. Один гидроциклон выполнен с возможностью извлечения твердой фазы из пульпы по предлагаемому изобретению, другой (взят за базовый объект) соответствует используемому для сгущения текущих хвостов на закладочном комплексе рудника.

Подаваемая на вход гидроциклонов пульпа в обоих случаях имела однородный гранулометрический состав с одинаковым соотношением твердой и жидкой фаз.

В цилиндрическую часть гидроциклона, осуществляющего предлагаемый способ, подавался водный раствор полиакрилами- да, предварительно облученный гелий- неоновым лазером ЛГ-38 с длиной волны 0,628 мкм и энергией излучения 40 мВт.

На выходах гидроциклонов после пес- ковой насадки и сливной трубы отбирали пробы продуктов гидроциклонирования для качественного анализа и сравнения способов извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклонах.

За показатель эффективности способа принимали степень сгущения. Эффективность способа оценивали по качественному и количественному содержанию фракций песков, получаемых после гидроциклониро- вания.

Сравнительные результаты испытаний способа извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне представлены в табл.1.

Как видно из табл.1, максимальная степень сгущения пульпы при работе испытательного стенда по способу извлечения твердой фазы в гидроциклоне с облучением водного раствора ПАВ монохроматическим когерентным излучением и подачей его в поток пульпы через вертикальный трубопровод, разветвляющийся на патрубки различной длины, концы которых расположены на конгруэнтных кривых и ориентированы в сторону закручивания потока, выше на 78,8% по сравнению со способом извлечения твердой фазы из пульпы, принятым за базовый; содержание твердого в песковой части повышается на 15.9%.

Технико-экономические показатели извлечения твердой фазы из пульпы по способу, принятому за прототип, и предлагаемому в качестве изобретения приведены в табл.2.

Применение предлагаемого способа позволяет обеспечить повышение эффективности отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц за счет интенсификации процесса сгущения, что в свою очередь позволит снизить себестоимость твердой фазы пульпы, применяемой для закладочных работ, на 15%. Для условного объема закладки на 1 млн. м3 требуется переработать 8 млн. м пульпы при содержании в ней твердого 25% и его извлечении 50%.

При использовании предлагаемого способа потребуется переработать 7,25 млн, м3 пульпы. При стоимости переработки 1 м пульпы 0,2 руб. экономический эффект составит:

Э (П 1-П2) С (8000000 -725000) 0,2 150 тыс. руб.

Следовательно, способ извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне по предлагаемому способу позволяет значительно повысить степень осветления слива, предотвратить потери твердого со сливом и повысить степень извлечения песков из пульпы без увеличения производственных площадей.

Формула изобретения1.Способ извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне, заключающийся в воздействии на пульпу центробежных сил, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц за счет интенсификации процесса сгущения, в поток пульпы вводят раствор ПАВ, облученный монохроматическим когерентным излучением в течение 5- 10 с.

2.Устройство для извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне, включающее цилиндроконический корпус с входным пат- рубком, сливной трубой и песковой насадкой, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц за счет интенсификации процесса сгущения, оно снабжено установленным в цилиндрической части корпуса вертикальным трубопроводом для подачи водного раствора ПАВ, разветвляющимся на патрубки различной длины, концы которых расположены на конгруэнтных кривых и ориентированы в сторону закручивания потока пульпы.

Таблица 1

Изобретение относится к способам и устройствам для извлечения твердой фазы из пульпы в гидроциклоне и позволяет повысить эффективность отделения твердой фазы с высоким содержанием тонкодисперсных частиц за счет интенсификации процесса сгущения. Способ заключается в подаче в поток пульпы водного раствора ПАВ, облученного монохроматическим когерентным излучением в течение 5-10 с. Водный раствор ПАВ подают в цилиндрическую часть гидроциклона через вертикальный трубопровод, разветвляющийся на патрубки различной длины, концы которых расположены на конгруэнтных кривых и ориентированы в сторону закручивания потока пульпы. 2 с. п. ф-лы, 3 ил., 2 табл. i с «о Ё

Таблица 2

Ю

Фс/г.2